竖式煤粉燃烧炉的温度模糊控制系统.pdfVIP

学兔兔 第4期 (总第155期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．4 2009年 8月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATIoN Aug． 文章编号：1672—6413(2009)04—0149-03 竖式煤粉燃烧炉的温度模糊控制系统 闵晓超，吕卫阳 (北京科技大学机械工程学院，北京 100083) 摘要：针对某竖式煤粉燃烧炉实验过程中温度具有非线性、时变、大滞后、不对称的增益特性等特征，设计了 基于和利时PLC的温度模糊控制系统。控制系统的核心是双输入单输出模糊控制器，经过几次升温测试确定 控制器的输入输出论域等参数。该系统已投入运行，具有良好的动态响应和稳定性、较高的精度。 关键词：竖式燃烧炉；模糊控制；PLC 中图分类号：TP273 文献标识码：A 0 引言 化。不同温度段的硅钼棒两端电压也有限制，系统升 长期以来，颗粒粒度对煤粉燃烧机理的影响一直 温过程可分为3段：Do C～150 C，电压29．1 V； 受到煤燃烧领域专家、学者的广泛关注。煤粉燃烧实 ②150℃～500 C，电压58 V；③500℃以上，电 验系统用于研究煤粉经过超细化后的燃烧特性。实验 压87．2 V。根据实验需要及硅钼棒的特性要求制定 要求在规定的温度状况和加热速率下进行燃烧分析， 本实验系统的升温曲线，见图2。其中降温过程为自由 得到煤中水分、挥发分、灰分以及固定碳的含量。该 降温，不需要控制。 实验对温度控制要求较高，其温度控制的好坏直接影 响实验结果。 本文简要介绍了和利时PI c在竖式燃烧实验炉 控制系统中的应用。该系统由PI C完成过程控制、数 据采集、自动调节等工作。针对本实验系统设计了温 度模糊控制器，对燃烧炉温度进行精确控制。 1 工艺过程 设备首次运行时，压缩空气经空气预热棒加热后进 入竖炉，对竖炉预热。当达到预热温度(150 C)后，启 动加热系统对竖炉加热。加热分A、B、C 3段，每段由 4支硅钼棒串联组成，通过改变硅钼棒两端的电压来控 制其加热。PI C 3个通道的模拟量输出控制可控硅的导 通角，改变3组变压器的初级电压，进而改变其次级电 压(即硅钼棒两端的电压)，实现控制加热的目的。按照 预定的升温曲线达到实验温度(800 C～1 300 C)后， 图 1 竖炉系统工艺图 手动控制煤粉加料机定量添加煤粉进行燃烧实验。加料 2 控制系统 机由步进电机带动螺旋加料机构，经标定可以精确控制 该实验炉共有7个数字量输出，2个数字量输入， 加料量。煤粉燃烧后的灰分储存在灰分收集器内，系统 5路模拟量输人，3路模拟量输出。为满足控制要求， 尾部装有尾气分析仪，对燃烧产生气体的成分等进行分 系统采用和利时公司的I M系列PI C，CPU模块为 析。A、B、c 3段分别设有取样点，可在燃烧过程中对 I M3106A(集成14点数字量输入和1O点数字量输 煤粉取样。竖炉系统工艺图见图1。 出)，2个4通道热电偶采集模块I M3311，2个2通道