摘要：介紹了模糊控制技術在水泥回轉窯分解爐溫度控制中的成功應用，并討論了水泥回轉窯生產(chǎn)過程ｄｃｓ系統(tǒng)的總體結構和應用軟件開發(fā)。實際運行結果表明：系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、控制效果良好、滿足了生產(chǎn)工藝要求。 關鍵詞：模糊控制 ｄｃｓ 水泥回轉窯 分解爐溫度

水泥生產(chǎn)過程是一個理化反應過程，具有大慣性、純滯后、非線性等特點，系統(tǒng)工況復雜多變，難以建立精確的數(shù)學模型。因此，采用傳統(tǒng)的控制策略往往難以獲得令人滿意的控制品質。為了達到進一步穩(wěn)定操作工藝、優(yōu)化技術參數(shù)、節(jié)能降耗、提高運轉率之目的，目前世界各大水泥制造商和計算機公司除了注重ｄｃｓ系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)線的應用外，還特別開發(fā)了一些應用于水泥生產(chǎn)工藝各主要環(huán)節(jié)的先進控制策略，其中模糊控制技術在提高產(chǎn)量和質量、節(jié)能以及穩(wěn)定工況等方面，具有顯著的效果。

自１９６５年ｌ．ａ．ｚａｄｅｈ教授提出模糊集理論后，１９７３年ｅ． ｈ． ｍａｍｄａｎｉ教授首次成功地將模糊控制應用于鍋爐和蒸汽機的控制中，獲得了比ｐｉｄ控制更好的控制效果；１９７９年丹麥工程師ｏｓｔｅｒｇａａｒｄ成功地將模糊控制技術應用于石灰窯生產(chǎn)過程的控制中，揭開了模糊控制技術工業(yè)化應用的新篇章。模糊控制規(guī)則是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種計算機控制系統(tǒng)，是一種從行為上模仿人的模糊推理和決策過程的智能控制方法，是模糊數(shù)學與控制理論相結合的產(chǎn)物，能夠解決許多復雜而無法建立精確對象模型的系統(tǒng)的控制問題。它先將操作人員或專家的經(jīng)驗歸結為模糊控制規(guī)則，然后把傳感器信號模糊化，并用此模糊輸入去適配控制規(guī)則，完成模糊邏輯推理，最后將模糊輸出量進行解模糊判決，變?yōu)槟M量或數(shù)字量后送到執(zhí)行器上。

杭州水泥廠新型干法水泥生產(chǎn)線采用ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ 最新推出的ｐｌａｎｔｓｃａｐｅ ｄｃｓ系統(tǒng)，應用模糊控制技術，實現(xiàn)了水泥回轉窯生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控。

１ 分解爐溫度的模糊控制

杭州水泥廠新型干法水泥生產(chǎn)線采用了目前廣泛使用的“五級旋風窯外預熱分解”技術，整個生產(chǎn)工藝過程包括窯外預熱分解、窯內煅燒、熟料冷卻、廢氣處理和煤粉制備等工序。其中，窯尾分解爐溫度是一個重要的工藝參數(shù)，它的穩(wěn)定對整條水泥生產(chǎn)線的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和節(jié)能具有重大影響。根據(jù)對生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析以及操作人員經(jīng)驗的總結，可以發(fā)現(xiàn)：

（１）如果增加喂煤滑差電機轉速，則增大了入分解爐的煤粉流量，這將加劇分解爐內的反應，使分解爐溫度升高。轉速越高，則溫度上升的速度越快。

（２）如果增加生料滑差電機轉速，則增大了入窯生料流量，這將增加分解爐內反應物料數(shù)量，使分解爐溫度升高。但生料流量增大到一定程度后，由于物料未能充分反應，分解爐溫度反而會下降。事實上，入窯生料流量與入分解爐煤粉流量之間應維持一定的比例關系，以便進行充分反應。

（３）如果增大回轉窯轉速，則分解爐溫度略有下降，但兩者之間的關系不是很明顯。正常情況下，回轉窯轉速基本保持不變。

由此可見，影響分解爐溫度的因素很多，但喂煤滑差電機的轉速是一個主要因素，而其它因素諸如生料滑差電機的轉速和回轉窯的轉速也對分解爐溫度有一定影響，且各因素之間存在耦合關系，但它們的作用不是線性的，難以建立一個準確的數(shù)學模型來描述該過程。如果采用傳統(tǒng)的控制方法，即通過建立對象模型來實現(xiàn)對分解爐溫度的控制則非常困難，為此我們采用模糊控制技術實現(xiàn)對分解爐溫度的自動調節(jié)。

模糊控制器的輸入變量為分解爐溫度偏差ｅ和溫度偏差的變化ｅｃ，輸出變量為喂煤滑差電機轉速增量δｎ，將回轉窯轉速和生料滑差電機轉速作為干擾因素處理。