[发明专利]一种水泥回转窑智能优化控制系统

说明书

技术领域：

本发明属于水泥生产过程自动化控制技术领域，特别是涉及一种水泥回转窑智能优化控制系统。

背景技术：

水泥生产过程的大型设备主要有回转窑、篦式冷却机以及制粉系统的球磨机。对于回转窑生产过程，存在窑内流场、温度场、浓度场、燃烧释热场多场的耦合，参数之间相互影响、互相耦合、存在大滞后环节、扰动因素多的特点，长期以来都只能由有经验的操作人员进行手动控制。由于该回转窑生产过程复杂，包括流体力学、热力学、热传导等物理化学反应过程，并且其中只有少数参数可以直接测量，大部分依靠间接方式和经验推断。因此，本专利通过综合运用自适应控制、协调控制、前馈控制及模糊控制等先进的控制技术，设计控制精度高、适应性强、鲁棒性好的控制系统，最大限度地将人的智能行为引入到过程控制中，建立人机交互的智能优化控制系统，进而解决水泥回转窑过程控制难题。

发明内容：

本发明的目的是针对水泥生产过程中烧成带温度及分解炉温度检测受噪声干扰严重，运行条件与工况变化频繁，过程具有强非线性，强耦合性，大惯性，大滞后的难题，提供了一种水泥回转窑智能优化控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水泥回转窑智能优化控制系统由回转窑过程控制子系统、回转窑运行优化子系统和回转窑过程监控子系统组成。实现该控制系统包括以下步骤：

步骤一：由回转窑窑头负压控制回路、篦冷机篦室压力控制回路、窑头废气收尘器的入口温度控制回路、煤粉制备系统的入口负压控制回路、煤粉制备系统的球磨机出口温度控制回路组成回转窑过程控制子系统，完成回转窑基础回路控制。

步骤二：由工序质量指标设定模块、关键工艺参数控制回路优化设定模块和回路智能控制模块组成回转窑运行优化子系统，以提高产品质量指标熟料容重合格率、降低能耗。

步骤三：由系统监测、故障诊断、设备管理、安全保障组成回转窑过程监控子系统，可以综合查看重要变量数据、设备运行状态、系统报警信息、历史数据趋势、生产报表等。

附图说明

图1水泥回转窑智能优化控制系统结构图

图2回转窑过程控制系统结构图

图3回转窑过程监控子系统结构图

图4回转窑运行优化子系统结构图

图5窑头负压控制回路结构框图

图6篦冷机压力控制回路结构框图

图7收尘器入口温度控制回路结构框图

图8球磨机入口负压控制回路结构框图

图9球磨机出口温度控制回路结构框图

图10分解炉温度过程智能控制策略图

图11篦冷机过程智能协调控制策略图

图12分解炉温度预设定模型结构图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。

1、水泥回转窑智能优化控制系统总体结构

如图1所示的水泥回转窑智能优化控制系统结构图：

水泥回转窑智能优化控制系统由回转窑过程控制子系统、回转窑运行优化子系统和回转窑过程监控子系统组成。

如图2所示的回转窑过程控制子系统结构图：

回转窑过程控制子系统由回转窑窑头负压控制回路、篦冷机篦室压力控制回路、窑头废气收尘器的入口温度控制回路、煤粉制备系统的入口负压控制回路、煤粉制备系统的球磨机出口温度控制回路组成，完成回转窑基础回路控制。

如图3所示的回转窑过程监控子系统结构图：

回转窑过程监控子系统由系统监测、故障诊断、设备管理、安全保障等模块组成，可以综合查看重要变量数据、设备运行状态、系统报警信息、历史数据趋势、生产报表等。

如图4所示回转窑运行优化子系统结构图：回转窑运行优化子系统由工序质量指标设定模块、关键工艺参数控制回路优化设定模块和回路智能控制模块组成，以提高产品质量指标熟料容重合格率、降低能耗。

2、水泥回转窑回路控制策略

本专利的回路控制策略主要包括：窑头负压控制回路、篦冷机篦室压力控制回路、窑头废气收尘器的入口温度控制回路、煤粉制备系统的磨机入口负压控制回路、以及球磨机出口温度控制回路。下面逐一进行介绍。

2.1窑头负压控制回路

如图5所示窑头负压控制回路结构框图：