系统概况

控制方案：

　 　为了满足新型燃气/燃油窑炉对产品品种、质量、节能降耗诸多方面的要求，所以必须有一套相适应的自动控制系统对窑炉进行全面自动控制。并在系统中留有充 分地扩展能力，以备进行工厂级企业管理时联网需要。为此，我们采用９０年代国际推崇的计算机集散控制系统方案对窑炉实施全面自动化控制。

　 　集散控制系统自从７０年代问世来，始终围绕着功能结构灵活的分散性和安全维护的可靠性来进行发展。它从系统工程出发，采用了“分级递阶结构”来考虑系统 的功能分散、危险分散，提高可靠性、减少设备的复杂性与投资成本，并便于维修和技术更新。其主导思想就是把复杂的对象划分为几个子对象，然后用局部控制器 作为第一级，直接作用于控制对象。第二级是操纵各局部控制器的协调控制器，它使各子系统协调配合，共同完成系统的总任务。第三级则以优化控制、管理系统为 重点。

　　具体到窑炉控制系统，我们将其分解成若干个子系统进行分散控制，然后再由第二层和第三层控制器将系统运行在最优状态。

　　根据新型窑炉的设计方案，我们将依据其功能和要求将系统划分为３个子系统和１个控制管理层进行自动控制。

窑炉热工参数控制子系统：

实现窑炉温度、压力、气氛的多变量解耦控制和局部优化控制。

窑炉机电设备控制和安全控制子系统：

　　实现窑上风机、阀门的逻辑顺序控制，以及为适应燃气燃料的特殊性而设计的安全生产联锁控制。该系统可保证在正常工作、设备异常和人为错误操作（非破坏性操作）等状态下，窑炉设备及人员的安全。

控制管理层：

实现三个子系统的协调管理，提供人、机对话界面。

窑炉热工参数的控制方式

窑炉热工参数的控制为多变量、紧耦合、慢时变的复杂系统。我们的控制方式是采用专家系统与局部控制相结合的方法，实现降阶和线性化处理，以求将鲁棒性和优化控制的统一。

　 　以窑内烧成温度为例：我们布置若干组温度传感器（热电偶），以对应若干组燃烧器。燃烧器以主／辅方式交错布置，以控制窑炉内的垂直温差。每组温度传感器 由一支主传感器和几支辅助传感器构成，以采集窑内该段的温度场分布，来输入计算机。每组燃烧器的燃料供应量（流量）和助燃空气流量由集散系统中的控制站带 动调节阀进行人工智能模糊—PID控制。

直接控制站根据各组温度传感器的采集和上位机下装的给定值对各组煤气流量进行控制。由于燃料热值的波动，可由在线检测仪测出，或由实验室化验后人工输入，所以在该控制回路包括了热值前馈控制。

窑炉的程序升/降温控制可采取时间优先方式或控制精度优先方式.

控制管理层：

　 　该子系统是集散控制系统的核心，包括两大功能。其一，它将各个独立运行的控制实体进行集中管理。操作人员使用该子系统中的集中操作站，一览整个系统的运 行情况，并可参与各个子系统的控制运行，它的数据库系统可为用户保存大量宝贵的系统运行资料，可用来离线修改完善专家系统的知识库，以实现智能化的优化控制。下面，以窑炉烧成温度的控制为例加以说明。

　　以上诸因素输入专家系统，运用知识库并经边界、条件约束后，输出控制决策，下装至窑炉热工参数控制子系统，改变它们的控制给定值，调整相应的调节阀以保证烧成温度的稳定和正常的窑内气氛。

生产质量管理数据库：

　 　控制管理层计算机中具备了一个较完善的生产质量管理数据库，它可长期显示记录每部窑车自进窑到出窑整个烧成周期中热工参数的变化情况。如它所经过的温度 曲线，压力曲线、及相应时段的机电设备的运行情况。可保存3个月，而且可随时作出备份以供长期保存。这个数据库的实现可促进全面质量管理体系的完善。

报警及事故处理功能：

　　该系统可处理的监测报警点可达１２８个，用户可任意设定监控值的报警限。有超限时，计算机将运用先进的多媒体手段提示报警，并调出事故处理画面，同时记录下事故处理的进程。

报表输出功能：

　　该系统可根据用户的要求格式打印出生产报表，打印方式分即时打印、定时打印和班报表、日报表打印等等。

友好的操作界面：

　 　该系统运用“人／机”交互原理，充分发挥当前计算机图形技术的先进手段，造就一个友好的操作界面。操作工可利用鼠标器或触摸屏式键盘，根据计算机屏幕上 的中文提示进行系统的操作，无须专门的计算机操作人员。为了安全地操作，系统中设置了输入指令的安全性检测，可针对误操作进行纠错处理。另外，将操作分为 两个级别。对一些工艺参数的修改，如温度曲线设定、压力设定和控制参数的修改等。需输入相应的口令方能操作。以保证系统的安全运行。

联网功能：

　　该系统已备有通讯接口和联网软件，可方便地与工厂管理部门的计算机联网，发挥控制管理一体化的优势，促进工厂的现代化管理。