斯列普活化炉生产过程控制系统的应用研究

论文摘要

活性炭是一种质地优良且日益被广泛应用的碳基吸附材料,斯列普活化炉是我国活性炭行业使用的主要活化炉型,具备适合我国国情的一些优点,同时也存在着建设周期长,自动化控制水平低等缺点。本文介绍了各种主要常用的活化方式,活化炉的主要分类,并比较了不同活化炉性能方面的差异和优缺点,描述了斯列普炉的构造、主要结构、工作原理和操作过程,在明确了主要工艺参数的控制要求及与活化产量、活性炭质量及炉子寿命等方面的关系后,确立了斯列普活化炉智能模糊控制的主要要求,为其控制系统的实现奠定了工艺基础。要实现对斯列普活化过程这样复杂的模糊燃烧实现有效控制,仅靠一般的控制理论是不能描述清楚的,非解析的方法比基于解析模型的控制更为有效。本文参考了锅炉燃烧控制器的原理,力求实现基于设备逻辑空间描述的非解析控制系统方法,构造一个递阶形式的斯列普活化炉模糊智能燃烧控制策略,以期实现对斯列普活化炉燃烧过程较为完整地控制。文中分析了斯列普活化炉的非解析控制特征及系统结构,介绍了非解析控制系统模糊推理的特征模型及控制策略,较为详细地论述了斯列普活化炉智能模糊燃烧控制策略的实现方法和实现过程。本文也对斯列普活化炉控制方法进行了探讨,主要介绍了自适应模糊PID控制及基于PI控制律的通用递阶模糊控制器及其仿真结果与分析。仿真结果表明按照PI控制律实现对斯列普活化过程的控制具有实际的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.2 斯列普活化炉生产过程控制技术及现状综述
• 1.3 斯列普活化炉模糊智能燃烧控制系统
• 1.4 本论文主要内容
• 第2章 斯列普活化炉控制系统分析
• 2.1 活性炭活化工艺介绍
• 2.1.1 活化方法的分类及特点
• 2.1.2 活化炉的分类
• 2.1.3 活化炉性能比较
• 2.2 斯列普炉活化法及其控制
• 2.2.1 斯列普炉构造
• 2.2.2 斯列普炉的工作原理
• 2.3 本章小结
• 第3章 斯列普活化炉生产过程控制系统的设计
• 3.1 斯列普炉控制系统的总体设计
• 3.2 斯列普炉的操作
• 3.2.1 切换（换火）
• 3.2.2 加料
• 3.2.3 卸料
• 3.2.4 炉温的调整
• 3.3 斯列普活化炉自动控制的内容
• 3.3.1 活化温度的控制
• 3.3.2 蒸汽流量的控制
• 3.3.3 活化时间的控制
• 3.4 活化工艺其它参数的控制
• 3.4.1 炭化料质量对活化控制的影响
• 3.4.2 炉内压力
• 3.4.3 蓄热室顶部温度
• 3.4.4 燃烧室温度
• 3.4.5 空气流量和空气压力
• 3.4.6 加热半炉氧含量
• 3.4.7 烟道抽力
• 3.4.8 冷热两半炉的切换
• 3.5 斯列普活化炉智能模糊燃烧控制
• 3.5.1 斯列普活化炉的燃烧调节
• 3.5.2 保障稳定运行和提高安全可靠性
• 3.6 本章小结
• 第4章 斯列普活化炉控制系统的实现
• 4.1 斯列普活化燃烧控制的非解析控制特征与系统结构
• 4.1.1 被控设备描述逻辑的五个范畴
• 4.1.2 燃烧过程主要知识及非解析控制的特征
• 4.1.3 非解析系统中的实时推理方法
• 4.2 非解析控制系统的模糊推理
• 4.2.1 用模糊语言描述斯列普活化特征模型
• 4.2.2 以经济效益为目标的模糊燃烧控制策略
• 4.3 斯列普活化炉智能模糊燃烧控制策略的具体实现
• 4.3.1 用模糊传感器计算负荷状态
• 4.3.2 通过嵌入式推理解释器处理炉膛正压信号
• 4.3.3 用模糊协调器FH寻找最佳蒸汽量与下料量比
• 4.3.4 斯列普活化炉燃烧控制器最底层的"智能前馈+反馈控制"
• 4.4 斯列普活化炉控制系统效果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 斯列普活化炉燃烧控制方法研究
• 5.1 自适应模糊PID控制
• 5.1.1 PID控制参数整定方法
• 5.1.2 基本自适应模糊PID控制
• 5.1.3 基于对象动态性能量度的模糊递阶自适应控制
• 5.1.4 具体的递阶模糊控制结构
• 5.2 基于PI控制律的通用递阶模糊控制器
• 5.2.1 增益调度控制
• 5.2.2 基于PI控制律的闭环模糊增益调度控制
• 5.2.3 仿真结果与分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 致谢