水泥生产中篦冷机液压比例速度的优化控制与设计研究

摘要

篦冷机是水泥熟料冷却过程的一个重要设备，其功能是对高温熟料进行冷却、运送，同时对产生的余热进行回收利用。新型干法水泥生产普遍采用篦式冷却机冷却的方式，而篦冷机冷却过程的控制问题一直是水泥生产控制过程比较复杂的难点之一，因此实现篦冷机控制的完全自动化是一个重要的研究方向。
　　本文主要结合联勘公司其下的LK4240篦冷机，在多年的实际应用与技术改进下，总结出一套符合新形势下水泥生产要求的联勘公司的篦冷机控制技术。而本文主要研究的是篦冷机液压系统篦床推动速度的优化控制，通过对液压缸的各元器件数据分析，建立一个比例速度控制数学模型，并结合实际现场的采集数据加入了模糊自适应PID控制算法，对PLC控制程序进行改进，并对模型进行了仿真控制研究，实现篦床运动速度的控制优化。
　　首先分析了水泥生产自动控制技术的发展和篦冷机最新的研究动向，对篦冷机篦床运动速度优化控制提出了研究方法。接着对篦冷机的结构特点，工作原理，性能参数等进行分析。随后对液压系统的几个控制环节和控制理论作了分析研究，对LK4240篦冷机作了详细分析，并对PID控制，模糊控制两种控制方式进行了研究。然后对液压控制的比例速度系统设计研究，对西门子 PLC及触摸屏设计，液压缸及电磁比例阀的控制设计。对模糊PI控制，模糊自适应PID控制进行研究仿真，研究基于PLC的模糊自适应PID控制，利用Matlab完成系统输出仿真。并在实际现场进行了验证，给出了现场采集的数据。最后对整个课题作了总结，分析当前研究工作存在的问题与不足，对之后的发展及研究方向进行了展望。课题所完成的研究成果主要是改进了原有的比例速度控制，加入模糊PID控制，修改了原有的 PLC控制程序，使液压系统控制篦床速度稳定提高；在一定的时间周期内篦床运动缩短了加减加速度，延长了匀速平稳的运动；降低了来回冲击带来对缸的震动与磨损。结合现场实际证明了此研究的可行性，但是各个液压阀，油压泵的设备性能有待提高，今后需要对液压阀控制，输油管长度及曲折度等带来的误差，以及实际现场的温控压力等采集数据做更进一步研究。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

§1.1自动控制技术在水泥生产中的发展研究

§1.2研究篦冷机的新动态

§1.3研究意义与研究内容

§1.4本章小结

第二章 篦冷机熟料冷却研究

§2.1水泥生产工艺简介

§2.2 LK系列第三代推动篦式冷却机

§2.3 LK4240推动篦式冷却机的简介

§2.4篦冷机的用途及工作原理

§2.5篦冷机液压控制运动特点

§2.6本章小结

第三章 液压系统下的各个控制环节

§3.1液压控制系统的概述

§3.2 LK4240篦冷机液压系统

§3.3 PLC控制

§3.4 PID控制算法

§3.5 模糊控制

§3.6 本章小结

第四章 液压控制的比例速度系统设计

§4.1液压缸冲程和停车限位设计

§4.2液压系统比例速度控制的原理

§4.3分析PID控制的液压缸运动特征

§4.4液压比例速度控制系统

§4.5 PLC控制系统设计

§4.6 LK4240篦冷机电液控制系统设计

§4.7 本章小结

第五章 篦床运动速度的优化控制及其输出仿真

§5.1模糊PI控制研究

§5.2模糊自适应PID仿真研究

§5.3 PLC中PID算法原理

§5.4 PLC程序的PID实现过程

§5.5 PLC模糊PID控制算法实现

§5.6 模糊控制器的计算及解模糊化

§5.7 系统输出

§5.8 系统仿真

§5.9 本章小结

第六章 总结与展望

§6.1工作总结

§6.2展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士期间主要研究成果

附录1

附录2

附录3

附录4

附录5