連續(xù)碳酸化分解過(guò)程分解梯度控制策略研究
陽(yáng)春華，甘旭，桂衛(wèi)華
中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410083)
摘 要：連續(xù)碳酸化分解過(guò)程是燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵工序之一，其分解率梯度與末槽分解率直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。針對(duì)此過(guò)程具有強(qiáng)非線性、強(qiáng)耦合性、大時(shí)滯、難以建立精確的教學(xué)模型等特點(diǎn)，在分析過(guò)程機(jī)理特征和總結(jié)專家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了分解率梯度專家控制和末槽分解率預(yù)測(cè)前饋補(bǔ)償相結(jié)合的控制策略，以首槽進(jìn)料閥門和l#～5#槽CO2 通氣閥門為控制對(duì)象，采用產(chǎn)生式規(guī)則建立了由首槽進(jìn)料量專家控制規(guī)則和1#～5#槽分解率專家控制規(guī)則共同組成的專家知識(shí)庫(kù)，并引入了末槽分解率預(yù)測(cè)模型修正控制輸出，最后開(kāi)發(fā)了連續(xù)碳酸化分解過(guò)程分解率梯度專家控制系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，各槽分解率的合格率提高了百分之二以上，實(shí)現(xiàn)了分解率梯度的穩(wěn)定優(yōu)化控制，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：連續(xù)碳酸化分解；分解率梯度；專家控制；預(yù)測(cè)模型；前饋補(bǔ)償中圖分類號(hào)：TP 273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Decomposition Ratio Gradient Control Strategy for Continuous Carbonation
Decomposition Process
YANG Chun hua．CAN Xu，GUl Wei-hua
(School ofInformation Science＆Engineering，Central South Universit)’．Changsha 410083，China)
Abstract：The continuous carbonation decomposition problem in sintering process of alumina production is discussed To the acter istics of such processes，an expert control strateg for decomposition ratio gradient is proposed，combined with feed-fonvard compensa tion of predictive model fbr the last-tank decomposition ratio,based on the experiential knowledge an the mechanic acteristics An expert knmdedge base is established bj using production rule including expert rules for feed rate of the first-tank a nd decomposition ratios from first-tank to fifth-tank The expert control system for decomposition ratio gradient is developed The practical operation results show that the qualification rate of decomposition ratio in each tank ls increased h 百分之二，an d the stable optimization control for deeomposition ratio gradient is realized
Key words：COlltinlJous carbonation decomposition；decomposition ratio gradient；expert control；predletive model；feed-forward compensation
1引 言
在燒結(jié)法工藝中，連續(xù)碳酸化分解(簡(jiǎn)稱碳分)過(guò)程是一個(gè)非常關(guān)鍵的生產(chǎn)工序，由于它具有強(qiáng)非線性、強(qiáng)耦合性、大時(shí)滯、不確定性等特點(diǎn)，難以用精確的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，傳統(tǒng)控制方法難以實(shí)施控制，而生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)主要依靠操作工人手動(dòng)調(diào)節(jié)。專家控制能模仿專家智能，不需要對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，利用現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)直接對(duì)過(guò)程加以控制，在冶金、化工等復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域得到應(yīng)用，取得了較好的控制效果[1-4]。文獻(xiàn)[5]將專家控制應(yīng)用于碳分過(guò)程并以首槽進(jìn)料閥門和4#，5#槽CO2通氣閥門為控制對(duì)象開(kāi)發(fā)了分解率專家控制系統(tǒng)，
較好地實(shí)現(xiàn)了末槽分解率的優(yōu)化控制。然而隨著碳分工藝的改進(jìn)以及產(chǎn)品要求的提高，針對(duì)3個(gè)閥門實(shí)施控制難以將各槽分解率保持在生產(chǎn)指標(biāo)所允許的合理范圍內(nèi)，限制了產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量的進(jìn)一步提高。因此，本文以六槽連續(xù)碳分過(guò)程為研究對(duì)象提出了分解率梯度專家控制和預(yù)測(cè)前饋補(bǔ)償相結(jié)合的控制策略。
2工藝分析
連續(xù)碳酸化分解過(guò)程是燒結(jié)法中一個(gè)重要的承前啟后的生產(chǎn)過(guò)程。某氧化鋁廠連續(xù)碳酸化分解過(guò)程由2個(gè)高位槽和4組分解槽組成，每組包括6個(gè)分解槽(分別用l#～6#表示)，其生產(chǎn)工藝流程，如圖1所示。
經(jīng)上游工序脫硅送來(lái)的合格精液(即鋁酸鈉溶液)首先進(jìn)人高位槽，從高位槽底部自壓進(jìn)入l#分解槽(首槽)，通過(guò)低壓風(fēng)提料進(jìn)入2#分解槽，同樣的方法依次將料提入到后面分解槽。前5
