链篦机-回转窑球团生产法具有原料适应性强、球团品位高、余热循环利用和排放低等优点,应用前景广阔。作为该方法的关键大型机械装备,球团链篦机工作在常温到1050℃的交变环境中,温度的大幅波动、复杂的热膨胀和交变热应力使得链篦机服役寿命短、可靠性低,也直接影响到球团的质量。构建链篦机篦床温度场智能监控系统不仅可以减少温度波动,提高球团质量,而且可以有效降低能耗,延长链篦机的使用寿命。链篦机篦床温度场是一个大惯量、纯滞后、参数分布、时变的被控对象,传统的常规控制方法很难达到理想的控制效果。为此,本文对链篦机篦床温度场智能监控系统进行研究和设计,主要包括以下内容:1)链篦机篦床温度场控制模型研究通过对链篦机篦床温度场热力学的分析,突出主要因素,忽略次要因素,确定篦床温度场的模型结构,利用参数辨识的方法得到链篦机篦床预热Ⅰ段和预热Ⅱ段的数学模型,经过仿真实验与现场测试的比对表明,模型能够正确反映温度场情况;针对鼓风干燥段及抽风干燥段的工况,提出相应的控制策略。2)链篦机篦床温度场智能控制方法研究结合模糊控制和PID控制在动态响应和静态稳定性上的优势,研究设计三种模糊PID控制器,利用Matlab/Simulink进行仿真比较,效果优于常规PID控制和模糊控制。整个控制系统采用前馈与反馈结合的复合控制方法,其中前馈控制采用带死区的模糊推理方法,反馈控制采用模糊PID综合控制方法。克服了单纯PID控制适用性差的缺陷并避免大延迟带来的系统振荡,提高了控制器的鲁棒性和自适应性,可实现对链篦机篦床温度场的实时稳定控制。3)链篦机篦床温度场智能监控系统设计结合240万吨链篦机的特点,采用工控机-PLC的主从控制结构设计了整个监控系统。工控机运行组态软件MCGS实现对现场温度数据的显示、存储、打印、报警及对PLC控制参数的修改等操作;S7-300 PLC采用Step7进行编程,负责现场数据的采集、数据处理及链篦机篦床各段温度场的智能控制;针对链篦机规模大的实际情况采用ET200M(远程分布式I/O)采集传感器温度值及输出控制量,在控制方面采用变频器调节以改变传统系统采用的阀门调节,可达到节能及控制精确的目的。4)链篦机篦床温度场智能控制方法的实验验证利用AE2000A型过程控制实验装置设计了与链篦机篦床温度场控制相类似的模拟实验方案,以验证链篦机篦床温度场智能控制器控制策略的实际控制效果,实验结果表明系统的控制效果良好,为链篦机篦床温度场智能控制的实施及系统调试提供了参考。本文对数学建模、模糊PID智能控制算法、自动控制及变频技术在链篦机篦床温度场监控中的应用进行了有益的探索与尝试。不仅在理论上具有较强的参考价值,在工程实际应用方面也具有非常强的借鉴意义。