【摘 要】
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焦炉是一种具有独特结构的工业窑炉,用于对煤炭进行炭化处理以产生焦炭。焦炉炼焦过程中炭化室压力的稳定程度,可直接影响到煤炭的结焦质量、炉体的使用寿命以及周边的环境。炭化室及管道压力是较为复杂的控制对象,扰动因素多且不同结焦时期的相邻炭化室压力耦合严重,而传统的集气管压力控制方法难以保证生产中每一个炭化室的压力在稳定范围内,已不能满足目前的工艺要求。为了更好的解决上述问题,文章首先从炭化室及上升管道这
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焦炉是一种具有独特结构的工业窑炉,用于对煤炭进行炭化处理以产生焦炭。焦炉炼焦过程中炭化室压力的稳定程度,可直接影响到煤炭的结焦质量、炉体的使用寿命以及周边的环境。炭化室及管道压力是较为复杂的控制对象,扰动因素多且不同结焦时期的相邻炭化室压力耦合严重,而传统的集气管压力控制方法难以保证生产中每一个炭化室的压力在稳定范围内,已不能满足目前的工艺要求。为了更好的解决上述问题,文章首先从炭化室及上升管道这一产生荒煤气的源头出发,结合炼焦工艺过程,对焦炉炭化室相关特性进行分析,建立出炭化室压力耦合系统机理模型,并针对不同结焦时期(结焦初期、结焦中期)相邻两个炭化室的强耦合情况进行仿真分析。然后文章提出使用逆系统解耦的方式来解决相邻炭化室之间的耦合问题,并对相邻炭化室压力系统的可逆性进行证明。采用RBF神经网络算法对其逆系统进行逼近,并将构造出的逆系统与原系统复合组成伪线性系统,从而实现耦合系统的线性化与解耦。对于解耦后的子系统,采用增量式PID的方法进行控制,以进一步提高复合系统的稳定性,对复合控制系统进行仿真验证,结果表明基于RBF的逆系统解耦控制方法能够解除相邻炭化室压力的耦合并具有一定抗干扰能力。文章最后分别从硬件及软件的角度对炭化室压力解耦控制系统的现场应用进行介绍,基于OPC技术实现MATLAB与WinCC之间的通讯,并通过下位机PLC实现控制策略的全炉应用,现场运行结果表明该解耦控制系统能够满足炭化室压力控制要求。
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