专利名称：铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁矿磁化焙烧领域，特别地，涉及一种用于控制铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统。
背景技术：
闪速磁化焙烧技术是将粉状难选的褐铁矿等氧化铁矿，在弱还原性气氛中，经多级循环流态化预热、焙烧，再经弱磁选，获得高品位的铁精矿。在流态场相对稳定的情况下，影响铁矿磁化焙烧的主要工艺参数为:焙烧温度及还原性气体的浓度，所以确保以上两个工艺参数的稳定是整个工艺控制的重点。特别地，闪速磁化焙烧系统中反应炉出口温度是衡量炉料磁化焙烧转化率的重要被控参数，如果反应炉出口温度过高，可能会引起炉内或炉后系统内炉料过热，如果反应炉出口温度过低，会使炉料磁化焙烧转化率降低，达不到高产、节能的目的。反应炉出口温度与进入热风炉的煤量有直接的关系。然而，在现有技术中，无法根据反应炉的出口温度及时、连续及精确地调节进入热风炉的煤量，从而无法达到稳定反应炉出口温度的目的。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，以解决现有技术中进入热风炉的煤量存在调节不及时、非连续性及精度不高，进而无法稳定反应炉出口温度的技术问题。为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，该铁矿闪速磁化焙烧装置包括有煤量调节装置、热风炉及反应炉，其中，煤量调节装置控制进入热风炉内的煤量，热风炉连接反应炉，智能控制系统包括主控制单元及串联主控制单元的副控制单元，其中，主控制单元包括主数据存储模块、分别连接主数据存储模块的主比较计算模块和主模糊控制模块；副控制单元包括副数据存储模块、分别连接副数据存储模块的副比较计算模块及副模糊控制模块；副模糊控制模块连接煤量调节装置。进一步地，主控制单元还包括主温度传感器，主温度传感器设置于反应炉的出口，且主温度传感器连接主数据存储模块。进一步地，主控制单元还包括主接收模块，主温度传感器与主数据存储模块之间连接主接收模块。进一步地，主模糊控制模块包括主输入模糊化处理模块及与主输入模糊化处理模块连接的主模糊计算功能模块，其中，主输入模糊化处理模块与主数据存储模块连接。进一步地，副控制单元还包括副温度传感器，副温度传感器设置于热风炉的出口，且副温度传感器连接副数据存储模块。进一步地，副控制单元还包括副接收模块，副温度传感器与副数据存储模块之间连接副接收模块，且副接收模块连接主模糊计算功能模块。[0011]进一步地，副模糊控制模块包括副输入模糊化处理模块及与副输入模糊化处理模块连接的副模糊计算功能模块，其中，副输入模糊化处理模块与副数据存储模块连接，副模糊计算功能模块连接煤量调节装置。进一步地，智能控制系统还包括人机界面，人机界面分别连接主接收模块及副接收模块。进一步地，铁矿闪速磁化焙烧装置还包括调节进入热风炉风量的风量调节装置，智能控制系统还包括与煤量调节装置连接的风量控制单元，风量控制单元连接风量调节装置。进一步地，铁矿闪速磁化焙烧装置还包括调节进入热风炉煤气量的煤气流量调节装置，智能控制系统还包括CO控制单元，CO控制单元连接煤气流量调节装置。进一步地，CO控制单元包括CO浓度检测仪、与CO浓度检测仪连接的计算模块及与计算模块连接的控制模块，其中，CO浓度检测仪设置于热风炉的出口；控制模块连接煤
气流量调节装置。本实用新型具有以下有益效果:1、本实用新型的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统不仅能够实时稳定地控制进入热风炉的煤量，还能够实时稳定地控制进入热风炉内的二次风量，使得空燃比达到最佳的状态，有利于煤量的充分燃烧，进而使得反应炉出口的温度处于相对稳定的状态，提高了反应炉内炉料的磁化焙烧转化率；2、同时，该智能控制系统还能够实时动态地控制进入热风炉内的煤气流量，使还原性气体浓度稳定在工艺要求范围内，更进一步地提高了反应炉内炉料的磁化焙烧转化率，进而达到闻广、节能的目的；3、而且，本实用新型的智能控制系统还具有响应时间快、控制连续及精确度高等优点。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1是本实用新型优选实施例的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统的结构示意图；图2是铁矿闪速磁化焙烧装置中反应炉出口的实际温度曲线效果图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本实用新型的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统包括主控制单元I及与主控制单元I串联的副控制单元2。铁矿闪速磁化焙烧装置包括有煤量调节装置3、风量调节装置4、热风炉5及反应炉6。其中，煤量调节装置3控制进入热风炉5内的煤量；风量调节装置4控制进入热风炉5的空气量。进入热风炉5的煤量与空气燃烧产生热风，热风炉5产生的热风输送至反应炉6内。优选地，本实用新型的智能控制系统还包括分别与主控制单元I及副控制单元2连接的人机界面8。其中，主控制单元I包括主温度传感器11、连接主温度传感器11的主接收模块
12、连接主接收模块12的主数据存储模块13、分别连接主数据存储模块13的主比较计算模块14及主模糊控制模块15。根据不同铁精矿的要求，通过人机界面8设定反应炉6的出口的最佳温度值，该最佳温度值为主环给定值Tdl。主接收模块12将接收后的主环给定值Tdl存入主数据存储模块13内。优选地，主环给定值Tdl为800°C。上述的主温度传感器11设置于反应炉6的出口，以便实时采集反应炉6的出口的实际温度值。且主温度传感器11将采集的实际温度值反馈至主接收模块12，主接收模块12将接收的实际温度值存入主数据存储模块13。主数据存储模块13存储的实际温度值包括前一次实际温度值Tl和当前实际温度值T2。主数据存储模块13按照主温度传感器11设定的采样周期不断地刷新前一次实际温度值Tl及当前实际温度值T2。在其它实施方式中，也可以不设置主温度传感器11，如采用其它方式可以使得主数据存储模块13动态地存 储上述的前一次实际温度值Tl和当前实际温度值T2也是可以的。类似地，在其它实施方式中，也可以不设置主接收模块12，如采用其它方式将上述的前一次实际温度值Tl、当前实际温度值T2及主环给定值Tdl直接存储于主数据存储模块13内也是可以的。主比较模块14从上述的主数据存储模块13内调入主环给定值Tdl、前一次实际温度值Tl及当前实际温度值T2。主比较模块14根据主环给定值Tdl、前一次实际温度值Tl及当前实际温度值T2比较计算得出主温度误差e1、误差变化率eCl。具体地，根据公式:主温度误差G1=Tdl-Tl ;误差变化率eCl=e1-e2= (Tdl-Tl)-(Tdl-T2)=T2-Tl，其中ei表示主温度误差的前一次误差、％表示主温度误差的当前误差。根据现场实际运行操作经验和工艺允许控制范围，设定主温度误差ei的基本论域范围为[-30，+30]，模糊论域为Xl= {-3，-2，-1,0，+1，+2，+3}，语言值为{负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)}7个模糊子集Ai(i=l，2，...7) ^(^基本论域范围为[-15，+15]，模糊论域Yl= {-3，-2，-1,0, +1，+2，+3}，语言值为{负大(NB)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正大( 8)}5个模糊子集幻(]_=1，2，...5);输出控制增量Ul变化范围为[-50，+50]，模糊论域Zl={-3，-2，-1,0, +1，+2，+3}，语言值为{负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)}7个模糊子集Ck(k=l，2，...7) ；Ai的隶属度函数和Bj隶属度函数取三角形函数，Ck隶属度函数取正态分布函数。根据专家知识以及现场实际操作经验积累，建立如下控制规则表:
权利要求1.一种铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，所述铁矿闪速磁化焙烧装置包括有煤量调节装置(3)、热风炉(5)及反应炉(6)，其中，所述煤量调节装置(3)控制进入所述热风炉(5 )内的煤量，所述热风炉(5 )连接所述反应炉(6 )，其特征在于， 所述智能控制系统包括主控制单元(I)及串联所述主控制单元(I)的副控制单元(2)，其中， 所述主控制单元(I)包括主数据存储模块(13)、分别连接所述主数据存储模块(13 )的主比较计算模块(14)和主模糊控制模块(15)； 所述副控制单元(2)包括副数据存储模块(23)、分别连接所述副数据存储模块(23)的副比较计算模块(24)及副模糊控制模块(25)； 所述副模糊控制模块(25 )连接所述煤量调节装置(3 )。
2.根据权利要求1所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述主控制单元(I)还包括主温度传感器(11)，所述主温度传感器(11)设置于所述反应炉(6 )的出口，且所述主温度传感器(11)连接所述主数据存储模块(13)。
3.根据权利要求2所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述主控制单元(I)还包括主接收模块(12)，所述主温度传感器(11)与所述主数据存储模块(13)之间连接所述主接收模块(12)。
4.根据权利要求3所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述主模糊控制模块(15)包括主输入模糊化处理模块(151)及与所述主输入模糊化处理模块(151)连接的主模糊计算功能模块(152)，其中，所述主输入模糊化处理模块(151)与所述主数据存储模块(13)连接。
5.根据权利要求4所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述副控制单元(2)还包括副温度传感器(21)，所述副温度传感器(21)设置于所述热风炉(5)的出口，且所述副温度传感器(21)连接所述副数据存储模块(23 )。
6.根据权利要求5所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述副控制单元(2)还包括副接收模块(22)，所述副温度传感器(21)与所述副数据存储模块(23)之间连接所述副接收模块(22)，且所述副接收模块(22)连接所述主模糊计算功能模块(152)。
7.根据权利要求6所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述副模糊控制模块(25)包括副输入模糊化处理模块(251)及与所述副输入模糊化处理模块(251)连接的副模糊计算功能模块(252)，其中，所述副输入模糊化处理模块(251)与所述副数据存储模块(23)连接，所述副模糊计算功能模块(252)连接所述煤量调节装置(3)。
8.根据权利要求6所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括人机界面(8)，所述人机界面(8)分别连接所述主接收模块(12)及所述副接收模块(22)。
9.根据权利要求1所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述铁矿闪速磁化焙烧装置还包括调节进入所述热风炉(5)风量的风量调节装置(4)，所述智能控制系统还包括与所述煤量调 节装置(3)连接的风量控制单元(9)，所述风量控制单元(9 )连接所述风量调节装置(4 )。
10.根据权利要求1所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述铁矿闪速磁化焙烧装置还包括调节进入所述热风炉(5)煤气量的煤气流量调节装置(10)，所述智能控制系统还包括CO控制单元(7 )，所述CO控制单元(7 )连接所述煤气流量调节装置(10)。
11.根据权利要求10所述的铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统，其特征在于，所述CO控制单元(7)包括CO浓度检测仪(71)、与所述CO浓度检测仪(71)连接的计算模块(72)及与所述计算模块(72)连接的控制模块(73)，其中， 所述CO浓度检测仪(71)设置于所述热风炉(5)的出口； 所述控制模块(73 )连接所述煤气流量调节装置(10 )。
专利摘要本实用新型提供了一种铁矿闪速磁化焙烧装置的智能控制系统。该智能控制系统包括串联的主控制单元及副控制单元。其中，主控制单元包括主数据存储模块、分别连接主数据存储模块的主比较计算模块和主模糊控制模块。副控制单元包括副数据存储模块、分别连接副数据存储模块的副比较计算模块及副模糊控制模块；副模糊控制模块连接煤量调节装置。本智能控制系统不仅能够实时调节进入热风炉的煤量，以使得反应炉出口的温度处于相对稳定的状态，而且能够实时调节进入热风炉的还原性气体，使得还原性气体浓度稳定在炉料高效磁化焙烧转化率与安全的参数范围内，达到高产、节能的目的。同时，本控制系统还具有响应时间快、控制连续及控制精确度高等优点。
文档编号C22B1/02GK202954076SQ20122026451
公开日2013年5月29日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者彭虎, 易建国, 刘小银, 陆晓苏, 夏广斌 申请人:湖南长拓高科冶金有限公司