【技术实现步骤摘要】
基于物联网的水泥烧成控制与优化双层协同控制系统
本专利技术涉及水泥烧成控制系统领域,具体是一种基于物联网的水泥烧成控制与优化双层协同控制系统。
技术介绍
水泥烧成设备包括预热器、分解炉、回转窑、篦冷机等,工作时这些设备协同作业完成水泥的烧成工作。现有的水泥烧成控制系统是基于设备的工作参数,将工作参数与预设参数简单对比来实现自动控制的,例如简单对比分解炉内部温度和预设温度,当内部温度小于预设温度时则提高分解炉内部温度。这种控制系统所能达到的控制效果较差,难以实现精准控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于物联网的水泥烧成控制与优化双层协同控制系统,以解决现有技术水泥烧成控制系统难以实现精准控制的问题。为了达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案为:基于物联网的水泥烧成控制与优化双层协同控制系统,其特征在于:包括水泥烧成数据采集模块、水泥烧成就地优化控制模块、水泥烧成数据传输模块、水泥烧成优化分析配置模块;所述水泥烧成数据采集模块包括数据采集传感器、PLC、DCS,其中数据采集传感器采集水泥烧成系统的预热器、分解炉、回转窑、篦冷机的工作参数和电气参数,数据采集传感器与PLC连接,PLC与DCS连接,且PLC分别与水泥烧成系统中预热器的执行器、分解炉的执行器、回转窑的执行器、篦冷机的执行器连接以采集开关量并控制执行器,由PLC接收数据采集传感器采集的模拟量并转换为数字量,并由PLC将转换的数字量及开关量信息传送至DCS;所述水泥烧成就地优化控制模块设置于DCS ...
【技术保护点】
1.基于物联网的水泥烧成控制与优化双层协同控制系统,其特征在于:包括水泥烧成数据采集模块、水泥烧成就地优化控制模块、水泥烧成数据传输模块、水泥烧成优化分析配置模块;/n所述水泥烧成数据采集模块包括数据采集传感器、PLC、DCS,其中数据采集传感器采集水泥烧成系统的预热器、分解炉、回转窑、篦冷机的工作参数和电气参数,数据采集传感器与PLC连接,PLC与DCS连接,且PLC分别与水泥烧成系统中预热器的执行器、分解炉的执行器、回转窑的执行器、篦冷机的执行器连接以采集开关量并控制执行器,由PLC接收数据采集传感器采集的模拟量并转换为数字量,并由PLC将转换的数字量及开关量信息传送至DCS;/n所述水泥烧成就地优化控制模块设置于DCS中,水泥烧成就地优化控制模块包括分解炉就地优化控制模块和篦冷机就地优化控制模块,所述分解炉就地优化控制模块包括分解炉PID控制模块和GPC控制模块,所述篦冷机就地优化控制模块包含篦速PID控制模块、篦速GPC控制模块,其中:/n分解炉PID控制模块根据分解炉出口温度实际值与分解炉出口温度设定值T
【技术特征摘要】
1.基于物联网的水泥烧成控制与优化双层协同控制系统,其特征在于:包括水泥烧成数据采集模块、水泥烧成就地优化控制模块、水泥烧成数据传输模块、水泥烧成优化分析配置模块;
所述水泥烧成数据采集模块包括数据采集传感器、PLC、DCS,其中数据采集传感器采集水泥烧成系统的预热器、分解炉、回转窑、篦冷机的工作参数和电气参数,数据采集传感器与PLC连接,PLC与DCS连接,且PLC分别与水泥烧成系统中预热器的执行器、分解炉的执行器、回转窑的执行器、篦冷机的执行器连接以采集开关量并控制执行器,由PLC接收数据采集传感器采集的模拟量并转换为数字量,并由PLC将转换的数字量及开关量信息传送至DCS;
所述水泥烧成就地优化控制模块设置于DCS中,水泥烧成就地优化控制模块包括分解炉就地优化控制模块和篦冷机就地优化控制模块,所述分解炉就地优化控制模块包括分解炉PID控制模块和GPC控制模块,所述篦冷机就地优化控制模块包含篦速PID控制模块、篦速GPC控制模块,其中:
分解炉PID控制模块根据分解炉出口温度实际值与分解炉出口温度设定值Tfjlsp进行比较获得偏差,根据偏差与分解炉比例增益参数Kpfjl、分解炉积分参数Kifjl、分解炉微分参数Kdfjl,计算分解炉喂煤量;
分解炉GPC控制模块根据分解炉出口温度模型,预测分解炉出口温度未来的输出曲线,并与分解炉出口温度设定值Tfjlsp进行比较获得偏差序列,从而根据所述偏差序列与分解炉喂煤量增量、分解炉GPC预测步长Pfjl、分解炉控制步长Cfjl、分解炉控制权重λfjl构成GPC性能指标;并由所述分解炉喂煤量增量的上下限约束、分解炉喂煤量的上下限约束构成GPC控制约束;在第k次采样时刻针对所述GPC性能指标和所述GPC控制约束进行GPC优化控制,从而获得第k次采样时刻喂煤量的优化值,用于PLC基于优化值控制实际分解炉出口温度;
篦速PID控制模块根据篦冷机篦下压力实际值与篦冷机篦下压力设定值Pbljsp进行比较获得偏差,根据偏差与篦速比例增益参数Kpblj、篦速积分参数Kiblj、篦速微分参数Kdblj,计算实际篦速值;
篦速GPC控制模块根据篦冷机篦压篦速模型,预测篦冷机篦压未来的输出曲线,并与篦冷机篦下压力设定值Pbljsp进行比较获得偏差序列,从而根据所述偏差序列与篦速增量、篦速预测步长Pblj、篦速控制步长Cblj、篦速控制权重λblj构成GPC性能指标;并由所述篦速增量的上下限约束、篦速的上下限约束构成GPC控制约束;在第k次采样时刻针对所述GPC性能指标和所述GPC控制约束进行GPC优化控制,从而获得第k次采样时刻篦速的优化值,用于控制器基于优化值控制实际篦冷机篦下压力;
所述水泥烧成数据传输模块分别与水泥烧成数据采集模块中的PLC、DCS连接,且水泥烧成数据传输模块还与水泥烧成就地优化控制模块连接,由水泥烧成数据传输模块将PLC和DCS的数据...
【专利技术属性】
技术研发人员:褚彪,张宏图,陈薇,李鑫,余玲,高翔,
申请(专利权)人:合肥水泥研究设计院有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽;34
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