1、回轉(zhuǎn)窯的焙燒過程是鎳鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，其運(yùn)轉(zhuǎn)效率和燒成質(zhì)量直接影響到鎳鐵生產(chǎn)的成本和品質(zhì)。物料經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯的干燥、加熱、焙燒環(huán)節(jié)，產(chǎn)出粗制鎳鐵合金，這是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、大滯后、時(shí)變的非線性系統(tǒng)。目前我國鎳鐵回轉(zhuǎn)窯控制多數(shù)為人工操作，由于操作人員的操作水平參差不齊，回轉(zhuǎn)窯很難達(dá)到穩(wěn)定良好的控制效果。為確?；剞D(zhuǎn)窯連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高回轉(zhuǎn)窯的燒成質(zhì)量，降低回轉(zhuǎn)窯的焙燒成本，回轉(zhuǎn)窯的自動(dòng)控制研究成為必然的趨勢(shì)。
　　 通過研究鎳鐵回

2、轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)工藝，分析物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式、滯留時(shí)間和化學(xué)機(jī)理反應(yīng)，提出了鎳鐵回轉(zhuǎn)窯的控制要求，確定了控制系統(tǒng)控制量、被控量和擾動(dòng)量。研究了鎳鐵回轉(zhuǎn)窯的控制難點(diǎn)，針對(duì)鎳鐵回轉(zhuǎn)窯的控制難點(diǎn)，設(shè)計(jì)了鎳鐵回轉(zhuǎn)窯的控制方案。方案提出以焙燒渣溫度、尾氣氧含量和窯尾溫度作為鎳鐵回轉(zhuǎn)窯的控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)了基于工況識(shí)別的智能采樣和PID復(fù)合控制系統(tǒng)，同時(shí)，針對(duì)燃料與風(fēng)耦合的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)了比值控制器。
　　 鎳鐵回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)的輸入變量有焙燒渣溫度

3、、窯尾溫度和壓力、尾氣氧含量、窯頭溫度和壓力等，控制輸出有煤粉流量、天然氣閥門開度和二次風(fēng)閥門開度。自動(dòng)控制程序包括數(shù)據(jù)處理模塊、工況識(shí)別模塊、增量PID模塊、智能采樣控制模塊、工況補(bǔ)償模塊、比值控制模塊等。通過對(duì)鎳鐵回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)參數(shù)的實(shí)時(shí)值和變化趨勢(shì)的分析，綜合給出控制輸出量。
　　 鎳鐵回轉(zhuǎn)窯的復(fù)合控制主要包括智能采樣控制和增量式PID控制兩部分。智能采樣控制即“等等-看看-調(diào)調(diào)”的控制算法，結(jié)合回轉(zhuǎn)窯相關(guān)參數(shù)的變化趨勢(shì)和實(shí)時(shí)

4、值進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出，針對(duì)回轉(zhuǎn)窯過程的時(shí)變、強(qiáng)擾動(dòng)、大時(shí)滯有良好的控制效果。增量式PID在偏差較小時(shí)消除穩(wěn)態(tài)誤差，且便于實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)無擾切換，同時(shí)PID控制采用積分分離的方式，避免了過大的超調(diào)，保證控制精度。
　　 為了驗(yàn)證控制算法的實(shí)用性，需要研究控制對(duì)象的模型。當(dāng)鎳鐵回轉(zhuǎn)窯處于穩(wěn)定工況時(shí)，在其他條件不變的情況下，在國內(nèi)某鎳鐵回轉(zhuǎn)窯現(xiàn)場采集天然氣焙燒時(shí)的數(shù)據(jù)，通過Matlab系統(tǒng)辨識(shí)工具箱得出窯尾溫度、尾氣氧含量和焙燒渣溫度的數(shù)學(xué)模型

5、。通過ABB的CBF組態(tài)軟件編寫回轉(zhuǎn)窯過程動(dòng)態(tài)模型，使用西門子STEP7軟件中SCL語言編寫控制程序，利用OPC通訊建立自動(dòng)控制程序和動(dòng)態(tài)模型的連接實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真。
　　 鎳鐵回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)基礎(chǔ)自動(dòng)化部分包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和硬件配置，WINCC和STEP7程序的設(shè)計(jì)，西門子PROFIBUS通訊，工業(yè)以太網(wǎng)通訊，現(xiàn)場OPC數(shù)據(jù)采集通訊等。使用西門子SCL高級(jí)語言編寫控制程序塊，實(shí)現(xiàn)控制算法的設(shè)計(jì)。通過動(dòng)態(tài)仿真驗(yàn)證了自動(dòng)控制程序的合理性