基于PLC和PROFIBUS的阳极焙烧炉监控系统

介绍基于PLC和PROF IBU S现场总线研制的阳极焙烧炉监控系统,该系统以S IEM EN S公司的PLCS7-300作为数据采集单元及控制单元,在各种检测传感器的配合下对焙烧炉工艺参数进行实时数据采集,并依据所检测的数据对焙烧炉各个炉室的温度、负压等进行控制;系统通过PROF IBU S现场总线实现与上位监控机的通讯,并按照OPC的技术规范实现上位机之间的通讯。

铜阳极炉多氧燃烧先进控制系统设计

铜阳极炉内铜水以重油作为燃料加热时,若用以常规比例积分微分(PID)等方法建立的控制系统对其进行控制,则较大程度需依赖操作人员的经验进行手动干预。鉴于此,开发了一套基于模糊控制、迭代算法等的多氧燃烧先进控制系统。通过梳理燃烧设备的特点、工况条件及重油在阳极炉膛内的燃烧特性,系统在安全控制的前提下,以阳极炉各阶段炉内铜水温度为依据,动态调节相应的重油流量。同时,系统根据设定好的氧油比,以随动方式调节氧气的流量。经过试运行与参数优化,系统实现了阳极炉在加料期、氧化期、还原期等各阶段的重油量及氧油比的自动调节,降低了劳动强度、提高了热效能和热利用率。结果验证了系统的正确性及工况适应性。该系统的成功投用,对同行业的燃烧控制系统的开发或升级改造有一定的借鉴意义。

阳极焙烧炉模糊控制器的设计

针对阳极焙烧炉温度控制系统模型难以确定以及控制难度较大的事实,在特性实验和分析的基础上,设计了插值形式的变论域自适应温度模糊控制器,并用模型预测办法解决了焙烧过程中温度无法连续测量的问题,实现了焙烧炉温度的精确控制.实验研究结果表明该方法十分有效.

影响阳极焙烧炉热耗的主要因素

基于法国SETRUM公司的焙烧炉的热平衡数据 ,通过对其中的各个热收入项和热支出项进行分析 ,总结出沥青挥发分充分燃烧与否、固体蓄热回收 (空气预热 )程度、漏风量大小、炉体散热情况和自动控制技术是影响焙烧炉的热耗的五大因素 .对这些影响因素的存在原因进行深入的探讨 ,从炉子设计和运行的角度提出了解决的办法和建议 .

敞开式焙烧炉火道焦油燃烧状况诊断方法

重点阐述了铝用预焙阳极焙烧炉火道焦油燃烧特性以及火道燃烧状况的诊断方法,并介绍了通过运用先进的烟气成分测试仪器对焙烧炉火道内烟气中各组分进行测试和分析,根据测试数据对焙烧炉火道焦油燃烧状况进行全面而准确的诊断与分析。

阳极焙烧温度的建模与多变量解耦控制

阳极焙烧温度系统是一个含有耦合、大时滞、非线性的多变量控制系统。为实现对阳极焙烧温度的精确控制,依据现场采集的大量温度数据,辨识出阳极焙烧炉温度的二阶惯性滞后控制模型。以此模型为初始预测模型,提出阳极焙烧温度的多变量预测函数解耦控制方法,对焙烧温度进行多变量预测函数解耦控制。仿真和应用结果表明,这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID方法,具有很好的控制效果。

阳极焙烧炉烟气净化系统着火原因及对策

阳极焙烧炉烟气静电捕集净化方法存在着火的问题,着火原因及对策尚无现成经验。本文从着火的几个要素出发,经分析认为可燃物主要是重油和沥青挥发分燃烧不完全的产物,由于沿途不断的降温而大量沉积,在特定触发条件下着火。在对策上采取了重油改质燃烧新技术、保持电捕集器合适的烟气温度、控制好焙烧工艺条件、加强着火多发部位的清理等办法,取得了明显效果,有较强的实践意义和推广价值。

模糊自适应PID控制在阳极焙烧中的应用

阳极焙烧是铝工业的重要工序,温度是焙烧过程中最重要的控制参数,温度的控制系统是一个典型的非线性、时变、大滞后系统。应用模糊自适应PID控制器对其进行控制,既利用了模糊控制适应能力强、动态特性好、抗干扰能力强的特点,又利用PID控制消除了系统静差,使控制系统的动态和静态品质都得到极大的提高,取得了较理想的控制效果。

工业预焙阳极焙烧炉智能控制方法及应用

针对工况变化频繁的焙烧炉焙烧过程,融合仿人智能、遗传算法和模糊控制提出一种智能控制方法-(AIGFC),其具有高度模拟人智能行为、实现全局次最优控制、能根据被控对象当前特征迅速地做出相应决策、克服在实际控制过程中存在稳态性和准确性之间矛盾无法消除现象的能力。基于此并给出了工业焙烧控制过程中预焙阳极焙烧炉温控制改进方案,在计算机下建模仿真显示AIGFC在实施中的跟踪能力、鲁棒性、抗干扰能力都明显优于常规控制,且算法简单、易于实现,所以很适用于工业过程控制。

阳极焙烧燃油供给温度的模糊预测函数控制

阳极焙烧燃油供给温度的精确控制是一个具有非线性特性的流体加热供给控制问题,实际测试表明,现有的PID控制很难实现对燃油供给温度的动态跟踪控制,影响燃油的充分喷射、雾化及其与空气的混合,使部分燃油得不到充分燃烧,造成了能源浪费和环境污染。提出基于粒子群优化模糊预测函数控制(PSO-F-PFC)的油料燃烧供给温度控制方法,通过与PID控制方法的比较,以及对阳极焙烧炉重油燃烧供给温度的动态跟踪控制表明,该方法优于原有燃油燃烧系统的PID控制,实现了燃油供给温度的动态跟踪精确控制。

专家控制器在阳极焙烧温度控制中的研究

在阳极焙烧温度自动控制系统中,采用PLC内部的PID进行温度控制时会出现超调、振荡等现象。为满足阳极焙烧温度的控制精度及系统跟踪控制要求,提出一种基于专家系统的PID混合控制策略。用该方法设计了专家PID温度控制器并进行实验,实验结果表明该控制器弥补了传统PID不足,且具有设计简单、较易实现、提高温度控制的精度和速度等特点。

基于RBFNN在线辨识的自适应PID预焙阳极焙烧炉温度控制

针对工况变化频繁的焙烧炉焙烧过程,提出了采用基于径向基函数(RBF)神经网络(NN)在线辨识的自适应PID控制策略。该方法通过RBF神经网络的自学习能力在线辨识系统模型,进而获得被控对象的Jacobian信息,实现对PID参数的在线调整。在对算法进行改进的基础上将其应用于预焙阳极焙烧炉温度过程控制中,实验结果表明,该方法具有很强的自适应能力和鲁棒性,达到了满意的控制效果。

焙烧烟气负压的多变量解耦控制

阳极焙烧烟气负压是一个多变量耦合的控制对象,为实现其精确控制,依据现场实际测得的负压数据,辨识出烟气负压的控制模型,以此模型为初始预测模型,提出了一种多变量预测函数解耦控制算法,对焙烧9个烟道烟气负压进行多变量预测函数解耦控制仿真和实际应用,并与原有PID控制进行了试验比较,表明这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID控制方法,具有很好的控制效果。

阳极焙烧排烟架的模糊PID复合控制

阳极焙烧系统是一个具有耦合、大时滞、非线性的控制系统,其中排烟架是阳极焙烧系统的重要组成部分。针对系统存在的滞后及时变问题,该文采用稳态、动态性能较好的复合模糊控制器对其进行控制。通过仿真及运行的结果可以表明,复合模糊控制效果明显优于传统的PID控制,提高了控制系统的稳定性和鲁棒性。

基于RBF神经网络自适应PID的预焙阳极焙烧炉温度控制

针对工况变化频繁的焙烧炉焙烧过程,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络自适应PID的控制策略,该方法是通过神经网络的自学习能力在线调整PID控制器的参数,因而,其兼顾神经网络和传统PID控制的特点,能根据被控对象当前特征迅速地做出相应决策、克服实际控制过程稳态性和准确性之间的矛盾。将其应用于预焙阳极焙烧炉温度过程控制中,实验结果表明:它具有很强的自适应能力和鲁棒性,达到了满意的控制效果。

阳极焙烧炉内煤气流动和燃烧的数值模拟

采用计算燃烧学的原理和模型以及CFD软件对燃烧煤气的阳极焙烧炉炉内的流动和燃烧过程进行了数值模拟计算,讨论了炉内温度场、流场、O2浓度场的分布规律,分析了这些因素对阳极炭块焙烧质量的影响。研究表明,在设计阳极焙烧炉时应考虑对气流分布有影响的各种因素。

燃油温度的多变量模糊预测函数控制

燃油供给温度的精确控制是一个具有非线性特性的流体加热供给多变量控制问题,实际测试表明,现有的单回路PID控制很难实现对燃油供给温度的动态跟踪控制,影响燃油的充分喷射、雾化及其与空气的混合,使部分燃油得不到充分燃烧,造成了能源浪费和环境污染。基于粒子群优化模糊预测函数控制(PSO-F-MPFC)的油料燃烧供给温度多变量解耦控制方法,通过与PID控制方法的比较,以及在阳极焙烧炉重油燃烧供给温度的动态跟踪控制应用表明,该方法优于原有燃油燃烧系统的PID控制,实现了燃油供给温度的动态跟踪精确控制。

沥青烟气污染与防治

预焙阳极用于大型铝电解槽。阳极焙烧是阳极生产过程中的一个工序。由于生产阳极的主要原料是石油焦和沥青 ,因此在阳极焙烧过程中会有大量沥青烟气排出 ,该烟气中含有 3 ,4-苯并芘这种强致癌物质 ,排入大气后会对周围环境及人体造成危害。本文介绍及比较了国内常用的阳极焙烧烟气净化方法 。

阳极焙烧燃烧架双燃料系统改造与应用

为了克服阳极焙烧重油系统在燃烧过程中易结焦、不完全燃烧,泄漏的重油很难清洗等缺点,以及考虑到天然气的供给量的问题,进行阳极焙烧燃烧架双燃料系统的改造。改造后的效果十分明显,克服了以上的缺点,产品质量有所提高,并在必要时进行燃烧架上两种燃料的倒换使用非常简便。

阳极焙烧燃烧架双燃料系统改造与应用

为了克服阳极焙烧重油系统在燃烧过程中易结焦、不完全燃烧、泄漏的重油难以清洗等缺点,并考虑到天然气的供给量因素,进行了阳极焙烧燃烧架双燃料系统的改造。改造效果十分明显,不仅克服了上述缺点,而且提高了产品质量,并且能非常简便地进行燃烧架上两种燃料系统的倒换。