Rockwell自動(dòng)化技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引 言

　　石油焦煅燒工藝控制比較復(fù)雜，產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量及煅燒實(shí)收率完成情況受煅燒帶溫度、煅燒帶位置、揮發(fā)份濃度、氧氣濃度、窯頭窯尾負(fù)壓、燃料補(bǔ)給量、物料運(yùn)動(dòng)速率等各項(xiàng)工藝參數(shù)及窯內(nèi)工況的綜合影響，就煅燒實(shí)收率而言，由于沒(méi)有一套完善的窯內(nèi)情況自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，煅燒溫度、煅燒帶位置、揮發(fā)份濃度、氧氣濃度、窯頭窯尾負(fù)壓、燃料補(bǔ)給量、物料運(yùn)動(dòng)速率等各項(xiàng)工藝參數(shù)不能達(dá)到良好配置，在實(shí)際生產(chǎn)中，只依據(jù)操作人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，往往存在煅燒帶溫度，窯頭窯尾負(fù)壓，給料量，窯體轉(zhuǎn)速，二三次風(fēng)及燃料配比，煅燒帶穩(wěn)定性等不合理，不規(guī)范現(xiàn)象。易造成煅后焦熱處理波動(dòng)較大，煅后焦真比重、電阻率、CO_２及空氣反應(yīng)速率、晶體尺寸等指標(biāo)存在較大波動(dòng)，直接影響到陽(yáng)極理化性能，如果石油焦熱處理不充分，煅后焦比電阻偏高對(duì)陽(yáng)極真假比重、導(dǎo)電率、抗熱震性能等都會(huì)帶來(lái)直接影響；石油焦熱處理過(guò)于充分，將加大煅后焦的抗氧化性能。陽(yáng)極在電解槽內(nèi)選擇性氧化現(xiàn)象更加突出，同時(shí)對(duì)燃料消耗，煅燒實(shí)收率，陽(yáng)極導(dǎo)熱率，焦子空隙度等帶來(lái)不利影響。也對(duì)產(chǎn)量、窯內(nèi)襯壽命、沉降室壽命、燃料消耗、窯尾煙氣凈化、窯體轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)都帶來(lái)不利影響。因此，對(duì)于降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少環(huán)境污染和資源消耗只能通過(guò)全流程自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是對(duì)豎爐焙燒過(guò)程實(shí)現(xiàn)成功控制的關(guān)鍵，采用新的合適的控制結(jié)構(gòu)過(guò)程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。采用過(guò)程控制、過(guò)程優(yōu)化的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

2　煅燒過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程控制系統(tǒng)是料場(chǎng)均勻化的石油焦和輔助物料通過(guò)檢驗(yàn)合格后，經(jīng)過(guò)煅燒窯自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和人工操作系統(tǒng)將原料（煅燒前石油焦）輸送至煅燒回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行煅燒。在回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程中，利用燃燒裝置和煅燒過(guò)程優(yōu)化監(jiān)控，對(duì)物料煅燒過(guò)程及回轉(zhuǎn)窯煅燒區(qū)域溫度進(jìn)行控制，使煅燒窯內(nèi)的物料按照預(yù)定的曲線升溫，從而使石油焦在預(yù)定的溫度曲線下完成焦化過(guò)程。輔助控制系統(tǒng)是冷卻窯實(shí)施內(nèi)噴水全自動(dòng)調(diào)節(jié)，外噴水比例調(diào)節(jié)，原料庫(kù)和余熱鍋爐等部分實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。

回轉(zhuǎn)窯煅燒主要技術(shù)參數(shù)

　　回轉(zhuǎn)窯煅燒控制系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)煅燒過(guò)程工藝實(shí)行監(jiān)控，根據(jù)工藝規(guī)范和回轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度需求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制，使其在工藝要求的升溫曲線和負(fù)壓范圍內(nèi)對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的石油焦進(jìn)行干燥、加熱、煅燒和冷卻段的控制。并對(duì)煅燒過(guò)程優(yōu)化燃?xì)馀渲霉δ堋；剞D(zhuǎn)窯實(shí)際控制點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)如圖1所示；其煅燒過(guò)程中工藝技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 6t/h回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程主要技術(shù)參數(shù)

圖1 回轉(zhuǎn)窯控制點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)示意圖

　　在回轉(zhuǎn)窯大窯正常生產(chǎn)情況下，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器眾多，僅依靠獨(dú)立閉環(huán)的單回路控制系統(tǒng)是不可能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)生產(chǎn)控制的。另外，主要調(diào)節(jié)對(duì)象（變頻器、負(fù)壓擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)、余熱鍋爐的給水控制閥門等裝置控制）都是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，其動(dòng)態(tài)特性決定了它的控制復(fù)雜性，且生產(chǎn)工藝對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求又較高。因此，只有采用多回路控制系統(tǒng)才能完成回轉(zhuǎn)窯的最佳生產(chǎn)狀態(tài)調(diào)節(jié)控制任務(wù)。

2.2總控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　隨著炭素生產(chǎn)過(guò)程回轉(zhuǎn)窯控制技術(shù)的改進(jìn)，其過(guò)程控制向著大型、連續(xù)和多復(fù)合功能方向發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)工藝操作規(guī)程的要求更加嚴(yán)格，參數(shù)間相互關(guān)系更加復(fù)雜。產(chǎn)品的品質(zhì)指標(biāo)的不斷提高，直接要求控制系統(tǒng)的精度和功能均要有較大的提升，同時(shí)對(duì)能源消耗和環(huán)境污染也有明確的限制。在這種情況下，回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)必須采取新型控制方式——多回路控制系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 總控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3控制策略

　　回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性決定了其控制的復(fù)雜性，而工藝指標(biāo)對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求又很高。從回轉(zhuǎn)窯控制單元器件而言，調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性雖然并不復(fù)雜，但控制的關(guān)聯(lián)性卻高度集中，故單回路控制系統(tǒng)（是指用1個(gè)調(diào)節(jié)器、1個(gè)輸入信號(hào)、1個(gè)閉環(huán)控制。）難以滿足工藝生產(chǎn)要求。

　　在回轉(zhuǎn)窯多回路控制系統(tǒng)中，關(guān)鍵的控制方式是由多個(gè)測(cè)量值、多個(gè)調(diào)節(jié)器、補(bǔ)償器和解耦器等組成多回路控制系統(tǒng)。在回轉(zhuǎn)窯多回路控制系統(tǒng)中，采用串級(jí)控制是改善調(diào)節(jié)過(guò)程較為有效的方法?；剞D(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)中，煅燒帶為主控制調(diào)節(jié)，二次風(fēng)變頻調(diào)節(jié)量和三次風(fēng)變頻調(diào)節(jié)量為副控制調(diào)節(jié)。

　　物料自回轉(zhuǎn)窯尾部下料溜子進(jìn)入窯體，經(jīng)煅燒后從窯頭底部排料口排出，其煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱量在負(fù)壓作用下經(jīng)過(guò)沉降室，進(jìn)入余熱鍋爐系統(tǒng)，再通過(guò)除塵器、煙道外排。為了保證煅燒產(chǎn)品質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制揮發(fā)分最大析出溫度和煅燒最高溫度。為此，采用負(fù)壓擋板開(kāi)度和二、三次風(fēng)變頻器調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)對(duì)象是揮發(fā)分最大析出溫度、煅燒最高溫度以及回轉(zhuǎn)窯壁溫度（考慮回轉(zhuǎn)窯體輻射熱量散失）。引起煅燒熱力場(chǎng)溫度變化的擾動(dòng)因素主要來(lái)自2個(gè)方面：物料和助燃風(fēng)量。在物料方面主要是物料下料流量、物料入口溫度、物料化學(xué)成分和物料停留時(shí)間；在助燃風(fēng)量方面主要是三次風(fēng)量偏差、二次風(fēng)量偏差和漏風(fēng)量。這些擾動(dòng)量，由于作用地點(diǎn)不同，其對(duì)煅燒溫度的影響也不一樣；當(dāng)石油焦下料流量波動(dòng)時(shí)，會(huì)造成水分干燥段溫度的波動(dòng)。因此，設(shè)計(jì)煅燒帶（即負(fù)壓）控制為主控制回路，三、二次風(fēng)為副控制回路，窯體變頻轉(zhuǎn)速為輔助主變頻控制回路，能夠較好地滿足回轉(zhuǎn)窯的控制工藝要求。在回轉(zhuǎn)窯串級(jí)控制中，采用了三級(jí)調(diào)節(jié)控制，這三級(jí)調(diào)節(jié)器串在一起，各有其自己的溫升狀態(tài)響應(yīng)。三次風(fēng)調(diào)節(jié)器為前端的控制，負(fù)責(zé)物料波動(dòng)時(shí)的“粗調(diào)”，而二次風(fēng)調(diào)節(jié)器擔(dān)負(fù)物料波動(dòng)較大情況下的調(diào)整，負(fù)壓為最后的穩(wěn)定調(diào)整。這樣就可以在物料方面發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，能夠快速把煅燒溫度調(diào)節(jié)到最佳的狀態(tài)段內(nèi)。

2.4回轉(zhuǎn)窯煅燒控制原理

　　隨著生產(chǎn)過(guò)程向著大型、連續(xù)和高控制方向發(fā)展，對(duì)操作條件要求更加嚴(yán)格，參數(shù)間相互關(guān)系更加復(fù)雜，對(duì)控制系統(tǒng)的精度和功能有相當(dāng)多的要求，對(duì)能源消耗和環(huán)境污染也有明確的限制。這種多回路測(cè)量值、多調(diào)節(jié)器和解耦器組成的控制系統(tǒng)。其回轉(zhuǎn)窯煅燒帶優(yōu)化控制原理如圖3所示。

圖3 回轉(zhuǎn)窯煅燒帶優(yōu)化控制原理圖

　　在回轉(zhuǎn)窯煅燒帶控制系統(tǒng)中，主環(huán)（PI調(diào)節(jié)）和副環(huán)（PID調(diào)節(jié)）的波動(dòng)頻率不同，副環(huán)頻率較高，主環(huán)頻率較低。在整定時(shí)，要盡量加大副調(diào)節(jié)器的增益以提高副環(huán)頻率，目的是使主、副環(huán)的頻率錯(cuò)開(kāi)，各層副環(huán)頻率的要求最好相差三倍以上，以減少相互之間的影響。

　　預(yù)測(cè)控制優(yōu)點(diǎn)諸多：首先，采用滾動(dòng)優(yōu)化的控制策略，通過(guò)預(yù)測(cè)值設(shè)計(jì)控制算法。預(yù)測(cè)控制就是不斷修正控制作用，在每一步都向最優(yōu)的目標(biāo)前進(jìn)，其目標(biāo)是隨時(shí)調(diào)整。雖然滾動(dòng)優(yōu)化控制的結(jié)果可能并非最優(yōu)，但由于能夠適應(yīng)模型失配、擾動(dòng)影響諸多因素。因此，是預(yù)測(cè)控制具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；其次，預(yù)測(cè)控制采用預(yù)測(cè)模型。它既產(chǎn)生被控變量的預(yù)估值，同時(shí)又作為控制器的設(shè)計(jì)依據(jù)。當(dāng)模型與被控對(duì)象一致時(shí)，能夠使兩者的誤差為零，當(dāng)模型失配時(shí)，能夠通過(guò)反饋校正，及時(shí)調(diào)整失配程度。故預(yù)測(cè)控制具有良好的魯棒性；此外，預(yù)測(cè)控制采用基于模型輸出的預(yù)測(cè)和基于估計(jì)誤差的預(yù)測(cè)技術(shù)，使模型失配和擾動(dòng)影響下都有很強(qiáng)的校正作用。雖然，從被控過(guò)程看，控制系統(tǒng)接近開(kāi)環(huán)控制，但由于對(duì)誤差實(shí)施的控制是閉環(huán)控制。因此，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的靈敏度下降，魯棒性得以提高。

2.5煅燒帶正常生產(chǎn)控制量和測(cè)試量矢量圖

　　在煅燒動(dòng)態(tài)區(qū)域控制系統(tǒng)中，根據(jù)窯頭噴嘴位置和二次風(fēng)供給的風(fēng)道位置，預(yù)置軸向物料溫度掃描測(cè)試裝置，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的高精度煅燒帶定位系統(tǒng)，自動(dòng)掃描跟蹤煅燒帶溫度最高點(diǎn)、煅燒帶與加熱帶的界面。采集兩個(gè)物理溫度點(diǎn)以后，將溫度狀態(tài)電信號(hào)傳送至中央控制室，進(jìn)行煅燒帶定位系統(tǒng)監(jiān)控，同時(shí)根據(jù)角度換算得出煅燒帶的距離。預(yù)置軸向物料溫度掃描測(cè)試裝置是在窯頭罩上安裝兩個(gè)高溫輻射掃描儀，該掃描儀裝置在兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)動(dòng)煅燒帶定位系統(tǒng)上（該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)），一個(gè)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制追蹤煅燒帶最高溫度點(diǎn)，另一個(gè)追蹤煅燒帶的界面，以此方式確定動(dòng)態(tài)煅燒帶的位置。通過(guò)確定煅燒帶的位置和煅燒指標(biāo)，反饋控制燃燒系統(tǒng)的給氣量和窯體轉(zhuǎn)速。在通過(guò)計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)模型解算，得出對(duì)應(yīng)的煅燒帶動(dòng)態(tài)分布狀態(tài)和溫升曲線。同時(shí)計(jì)算機(jī)控制煅燒帶定位系統(tǒng)定位，監(jiān)控煅燒帶的主要物理監(jiān)控點(diǎn)，如果監(jiān)控點(diǎn)的煅燒帶最高溫度變化低于1250℃，則啟動(dòng)燃?xì)鈬娮焯峁┤剂陷斎?；若監(jiān)控點(diǎn)的煅燒帶界面溫度低于900℃，則適當(dāng)加大引風(fēng)量，使煅燒帶后移；否則，就適當(dāng)減小引風(fēng)量。根據(jù)物料排料溫度參數(shù)、煅燒帶高點(diǎn)溫度、煅燒帶界面溫度和窯內(nèi)負(fù)壓引力參數(shù)，通過(guò)控制狀態(tài)的解析，發(fā)出控制火焰長(zhǎng)度或二次風(fēng)供給風(fēng)量的調(diào)節(jié)指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成該系統(tǒng)控制。其煅燒帶控制量與測(cè)試量分析如圖4所示。

圖4 正常生產(chǎn)煅燒帶控制量與矢量分析圖

3　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　在回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程中，通過(guò)煅燒窯燃燒裝置和控制系統(tǒng)，對(duì)物料煅燒過(guò)程及回轉(zhuǎn)窯煅燒區(qū)域溫度進(jìn)行控制，使煅燒窯內(nèi)的物料按照預(yù)定的曲線升溫，石油焦產(chǎn)品得以在預(yù)定的溫度曲線下完成焦化過(guò)程，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的煅后焦，滿足后續(xù)的預(yù)焙陽(yáng)極生產(chǎn)要求，同時(shí)達(dá)到降低能耗，減少污染，保護(hù)環(huán)境的作用。

3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，如圖5所示。監(jiān)控計(jì)算機(jī)（2臺(tái)）均為IBM公司PC機(jī)，操作系統(tǒng)為Windowsxp。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用美國(guó)Rockwell公司ControlLogix系統(tǒng)，包括CPU模塊，電源模塊，開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊，模擬量輸入、輸出模塊、控制網(wǎng)(ControlNet)通訊模塊、設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)通訊模塊等。其系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)控制網(wǎng)通訊模塊進(jìn)行通訊，控制室上位機(jī)設(shè)有以太網(wǎng)網(wǎng)通訊接口，為今后實(shí)施設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理提供方便；智能優(yōu)化程序?qū)⒂?jì)算結(jié)果通過(guò)控制網(wǎng)傳至各分控制站。中央監(jiān)控機(jī)直接通過(guò)控制網(wǎng)與各分站PLC進(jìn)行信息交換。其控制分站有余熱鍋爐系統(tǒng)、原料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、小窯控制系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)等6個(gè)站組成，其共有8個(gè)機(jī)架（6個(gè)本地站分別設(shè)有1個(gè)機(jī)架；1個(gè)遠(yuǎn)程站設(shè)有2個(gè)機(jī)架）。每個(gè)站對(duì)應(yīng)1臺(tái)控制柜和操作控制器（Allen Bradley SLC 5/04; Allen Bradley view 1000、觸摸屏等控制界面）；回轉(zhuǎn)窯中央控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒待溫度、進(jìn)料溫度和冷卻窯溫度的檢測(cè)。各控制站通過(guò)獨(dú)立的控制功能實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)內(nèi)所有控制裝置的控制參數(shù)的給定、狀態(tài)參數(shù)的顯示（如變頻器的頻率設(shè)定和狀態(tài)監(jiān)測(cè)），并將相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給回轉(zhuǎn)窯煅燒控制中央上位機(jī)。各控制站的處理器通過(guò)冗余的ControlNet網(wǎng)，以Producer/Consumer的通信模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)開(kāi)放。

圖5 回轉(zhuǎn)窯煅燒控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

3.2系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)控制系統(tǒng)所使用的軟件均選用RSLogix5000、RSLink、RSNetWorx、RSView32等Rockwell公司的配套產(chǎn)品。監(jiān)控計(jì)算機(jī)配有RSLogix5000、RSLink、RSNetWorx、RSView32應(yīng)用軟件，使用Microsoft Windows2000操作環(huán)境，編程軟件由RSLogix5000和RSView兩部分組成，其中RSLogix5000為PLC軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，RSView為監(jiān)控畫(huà)面開(kāi)發(fā)環(huán)境，RSNetWorx為網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件。各控制站的控制程序是在RSLogix5000軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的^[8]，ControlLogix系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)的控制平臺(tái)，它集成了多種控制功能：順序控制，過(guò)程控制，運(yùn)動(dòng)控制等。ControlLogix系統(tǒng)是模塊化的，根據(jù)其內(nèi)存量、控制器個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)類型均可通過(guò)實(shí)際應(yīng)用具體選擇大小、類別。這種柔性結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)使用多個(gè)控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊及I/O模塊。并在多個(gè)控制器之間分配資源和劃分任務(wù)。ControlLogix數(shù)據(jù)傳輸總線利用Producer/Consumer技術(shù)是一種高性能的分布式方案。通過(guò)通訊接口模塊能實(shí)現(xiàn)ControlLogix與計(jì)算機(jī)、分布式處理器和分布式I/O的互連等功能。其每個(gè)站的控制程序中，又分別包涵著一個(gè)連續(xù)任務(wù)和一個(gè)周期性任務(wù)。其中連續(xù)任務(wù)下有1個(gè)主程序，主程序下有分為多個(gè)子例程，如故障狀態(tài)控制、烘窯預(yù)生產(chǎn)過(guò)程控制、正常生產(chǎn)過(guò)程控制等子例程。

　　RSView32是一個(gè)功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件[12]，可以按用戶的要求編制監(jiān)控程序及友好的操作界面?？梢跃幹茝?fù)雜的計(jì)算處理程序，智能優(yōu)化模型的開(kāi)發(fā)就是基于VBA軟件設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)中監(jiān)控畫(huà)面的主要組成是：回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝流程圖、自動(dòng)控制參數(shù)總覽、設(shè)定值及PID參數(shù)控制面板、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖、故障報(bào)警畫(huà)面等模擬狀態(tài)圖。通過(guò)這些操作界面，能準(zhǔn)確、及時(shí)地實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯煅燒總系統(tǒng)過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，實(shí)時(shí)監(jiān)視回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝中的溫度、壓力、流量等關(guān)鍵部位參數(shù)變化趨勢(shì)，對(duì)設(shè)備異常、故障報(bào)警及時(shí)顯示，可以使操作員隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和干預(yù)。

4　應(yīng)用效果

　　回轉(zhuǎn)窯控制是石油焦煅燒生產(chǎn)過(guò)程控制的關(guān)鍵。回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過(guò)程輸入有空氣量、加熱天然氣量和石油焦；輸出有沉降室溫度、煅燒帶溫度和小窯冷卻溫度。輸入與輸出之間具有強(qiáng)耦合，過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，如石油焦的進(jìn)出、熱量的傳遞、化學(xué)反應(yīng)，而且不確定因素多。此外，石油焦成分特性和含水量高低的不同，加熱天然氣流量的波動(dòng)，二三次風(fēng)的給定變化，煅燒帶實(shí)際溫度在線測(cè)量困難等因素的存在，使得回轉(zhuǎn)窯煅燒帶控制任務(wù)更加復(fù)雜，合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及先進(jìn)的控制技術(shù)是保證可靠控制的關(guān)鍵。回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化過(guò)程控制，通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程的煅燒帶溫度、石油焦給定量、二三次風(fēng)流量、冷卻水噴灑量的優(yōu)化控制，達(dá)到了石油焦較為理想的煅燒過(guò)程控制目的。其大窯工藝流程監(jiān)控畫(huà)面如圖6所示，重要參數(shù)設(shè)定畫(huà)面如圖7所示。

圖6 煅燒回轉(zhuǎn)窯大窯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控畫(huà)面

圖7 煅燒回轉(zhuǎn)窯小窯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控畫(huà)面

6　結(jié)束語(yǔ)

　　本文針對(duì)回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程的特點(diǎn)，應(yīng)用Rockewll自動(dòng)化技術(shù)和智能控制方法，提出了由滾動(dòng)優(yōu)化、預(yù)測(cè)控制和反饋校正等控制方法組成的回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。本系統(tǒng)在我公司3臺(tái)石油焦煅燒回轉(zhuǎn)窯上成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化控制和優(yōu)化運(yùn)行的目的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其煅后焦的質(zhì)量明顯地得到提高；燒損率降低至7.4%（改造前平均11.3%）；提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，改善了一線操作人員工作環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了資源消耗，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

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作者簡(jiǎn)介

韓敏（1967.10-）男，高工；先后在電解和炭素從事多年設(shè)備技術(shù)管理和維修工作；現(xiàn)從事設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)和技改工作。