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该研究项目是广东省科学技术厅工业攻关项目(锌钡白生产转窑智能控制系统——C10909)、广州科技局科技攻关引导项目(网络环境下管控一体化的智能控制信息系统的研究开发—2003Z3-D0091),与广州华立—萨其宾化工颜料公司、广州市静远科技开发有限公司合作。厂方有两条锌钡白生产转窑,该文将阐述第二条窑的研发工作。
第一条窑开发的成功经验在于:在稳定窑头温度的基础上,提出了“等质量—等能量”的控制思想,并借鉴橡胶硫化工程上的阿累尼乌斯(Arrhenius)公式,实现对消色力的控制。
尽管第一条窑的控制取得了不错的效果,但它在进料量的估算和控制参数的辨识方法上都存在很大的不足。该文针对这些不足,并跟据第二条窑自身的特点,作出了新的探索。首先,长期的观察发现,转窑的煅烧温度能在一定程度上反映物料的厚薄、干湿等情况,因此,尝试把物料的波动看成是对煅烧温度的扰动而加以控制,避开进料测量的大滞后。其次,尽管消色力指标每小时才送检一次,但经验丰富的操作工人能通过直接观测出料口成品粉料而大致判断出消色力的好坏,于是根据工人的现场判断来区分历史数据,减少消色力检测的滞后,提出新的控制参数辨识方法,从而提高控制品质。最后,根据厂方的要求,加入了酸洗工序的PH值控制。
论文分为八章,第一章介绍了课题的研究背景和意义,并对多年来的研究开发工作作了介绍;第二章介绍了锌钡白的生产过程、质量指标及其影响因素、干燥煅烧过程及其作用等;第三章提出了控制方案;第四章介绍了窑头温度的控制技术,采用了PID控制算法;第五章介绍了进料量的控制技术,采用比例控制;第六章详细的介绍了消色力的控制技术,在“等质量等能量”思想的指导下,结合阿累尼乌斯(Arrhenius)方程,给出了控制参数辨识的方法,还介绍了煅烧温度采样滤波的方法;第七章介绍了酸洗PH值控制的实现;第八章介绍了控制系统的软件结构和实现,重点介绍了上位机和下位机的通讯方案;第九章介绍了系统的调试和运行;最后是结论与问题。
目前,第二条窑控制系统的开发工作已基本完成,系统一直稳定运行至今,厂方反映良好,产品质量和产量有所提高,取得较好的经济效益。