第17卷第4期电工技术学报2002年8月

回转窑集成智能控制系统

AnIntegratedIntelligentControlSystemforRotaryKiln章 兢 张小刚 刘小燕(湖南大学电气与信息工程学院 410082)

ZhangJing ZhangXiaogang LiuXiaoyan(HunanUniversity 410082 China)

摘要 采用工业电视摄像机摄取回转窑窑内煅烧火焰图像,通过计算机进行图像处理,计算出窑内温度,结合相关电机电流等参数,进行数据融合,以此作为控制回转窑温度的主要参数,采用两级计算机控制系统,实现了回转窑仿人模糊智能控制。

关键词:工业回转窑 智能控制 图像处理 数据融合中图分类号:TP13

Abstract Anindustrialtelevisioncameraisusedtotaketheflameimageofcalciningzoneinaro2tarykiln.Thedataofimageistransmittedtoacomputerthroughavideoprocessingcard,andtrans2formedintotemperaturedata.Thetemperaturepstrendjudgmentisgotbythemulti2sensordatafu2sion,whichincludesimagetemperature,motorcurrents,andkilnheadtemperature.Atwo2levelcomputersystemisadoptedtorealizehuman2likefuzzyintelligentcontroloftherotarykilntempera2ture.

Keywords:Industrialrotarykiln,intelligentcontrol,imageprocess,datafusion

1 引言

回转窑是我国冶金、建材等行业的重要生产设备,全国各类回转窑约有2000台左右。回转窑的最大问题是能耗高、热效率低,是我国工业中重要耗能设备。虽然造成回转窑能耗高、效率低的原因是多方面的,但是其中的一个重要因素是回转窑工作过程中的检测与控制手段还很落后,其中大部分至今还用最原始的人工看火操作方法,即通过操作工人观察窑内/火圈0情况,判断窑内热工状态,以此来调节进给燃料。

氧化铝熟料烧成窑之所以具有很高的控制难度有以下几个方面的原因:¹窑体特殊的物理结构决定被控对象将具有大时滞,强非线性的特点。º窑内特殊的热工物理过程决定窑被控对象参数的时变

教育部高校骨干教师基金资助项目。

性。»回转窑特殊工艺流程和现场环境使烧结带火焰燃烧情况难以观察。尤其对于烧煤粉或窑体较长的烧成窑,由于喷煤管喷出的煤粉在冷却带并不能完全燃烧,造成窑内煤粉烟雾阻碍对烧结带火焰的观测。难以建立有效的检测手段,这一直是其难以进行有效自动控制的重要原因之一。针对这一问题,近几年来不少国内学者提出了利用火焰图像处理的检测方法[1~3],取得了实效,市场上也出现了一些相关的火焰监视装置[4]。

然而,由于回转窑的控制情况非常复杂,工况非常恶劣,烟雾大、粉尘多、温度高,采用单一检测手段和常规的控制方法不能解决回转窑的自动控制问题。随着科学技术的不断进步,市场竞争愈来愈激烈,迫切需要实现回转窑的自动控制。本文提出一个两级计算机集成智能控制系统,将计算机图

章 兢 1957年生,湖南大学电气与信息工程学院教授,博士生导师,主要从事电气工程与自动化、智能控制、计算机过程控制系统的研究与教学工作。

张小刚 1974年生,湖南大学博士研究生。