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基于模糊PID 控制的辊道窑温度系统仿真

2014-04-01李冬陆小荣

机械制造与自动化 2014年5期

李冬,陆小荣

(无锡工艺职业技术学院,江苏 宜兴 214206)

1 辊道窑温度控制系统

窑炉温度决定了陶瓷产品烧成品质的优劣,辊道窑监控系统主要通过测量窑顶或窑侧的温度来进行实时监测,温度测量是通过沿窑长方向的窑顶或窑侧安装数个热电偶来采集各点温度信号。温度要达到设定值,须波动小,且左右平衡,上下温差稳定,产品品质才可能达标。要降低窑炉生产能耗,提高能源利用率就必须提高全自动控制水平,合理安排工艺和设备尽可能减少热损失。对炉内温度进行自动控制,保证温度符合烧成曲线,保持窑内温度均匀不变。

辊道窑是典型大滞后、大时间常数的近似一阶系统,沿辊道窑纵向分布若干个温度测点,温度采用单回路控制结构。每点温度由烧成曲线得出,控制目标要使温度测量值接近设定值并且波动很小[1]。窑炉的温度是利用热电偶来测定的,而温度的控制是通过调节相应段喷嘴的燃料流量来实现的。温度控制回路结构如图1 所示,热电偶采样温度作为测量值,用户的设定作为期望值,用燃料阀门开度为控制量,使测量值跟踪期望值。在一定工艺条件满足后,温度稳定在设定值的波动范围内,就能保证生产出高品质产品。只有根据窑温设定的曲线控制窑温,才能保证优质低耗。

图1 辊道窑的温度控制回路结构

2 基于模糊PID 的辊道窑温度控制

2.1 模糊控制基础

模糊控制实质上就是利用计算机来代替自然语言所描述的控制活动。……

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