连续碳酸化分解过程分解梯度控制策略研究
阳春华，甘旭，桂卫华
中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083)
摘 要：连续碳酸化分解过程是烧结法生产氧化铝的关键工序之一，其分解率梯度与末槽分解率直接影响产品的产量和质量。针对此过程具有强非线性、强耦合性、大时滞、难以建立精确的教学模型等特点，在分析过程机理特征和总结专家经验的基础上，提出了分解率梯度专家控制和末槽分解率预测前馈补偿相结合的控制策略，以首槽进料阀门和l#～5#槽CO2 通气阀门为控制对象，采用产生式规则建立了由首槽进料量专家控制规则和1#～5#槽分解率专家控制规则共同组成的专家知识库，并引入了末槽分解率预测模型修正控制输出，最后开发了连续碳酸化分解过程分解率梯度专家控制系统。实际运行结果表明，各槽分解率的合格率提高了百分之二以上，实现了分解率梯度的稳定优化控制，提高了产品的质量。
关键词：连续碳酸化分解；分解率梯度；专家控制；预测模型；前馈补偿中图分类号：TP 273 文献标识码：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
在烧结法工艺中，连续碳酸化分解(简称碳分)过程是一个非常关键的生产工序，由于它具有强非线性、强耦合性、大时滞、不确定性等特点，难以用精确的数学模型进行描述，传统控制方法难以实施控制，而生产现场主要依靠操作工人手动调节。专家控制能模仿专家智能，不需要对象的数学模型，利用现场操作经验直接对过程加以控制，在冶金、化工等复杂工业过程控制领域得到应用，取得了较好的控制效果[1-4]。文献[5]将专家控制应用于碳分过程并以首槽进料阀门和4#，5#槽CO2通气阀门为控制对象开发了分解率专家控制系统，
较好地实现了末槽分解率的优化控制。然而随着碳分工艺的改进以及产品要求的提高，针对3个阀门实施控制难以将各槽分解率保持在生产指标所允许的合理范围内，限制了产品产量与质量的进一步提高。因此，本文以六槽连续碳分过程为研究对象提出了分解率梯度专家控制和预测前馈补偿相结合的控制策略。
2工艺分析
连续碳酸化分解过程是烧结法中一个重要的承前启后的生产过程。某氧化铝厂连续碳酸化分解过程由2个高位槽和4组分解槽组成，每组包括6个分解槽(分别用l#～6#表示)，其生产工艺流程，如图1所示。
经上游工序脱硅送来的合格精液(即铝酸钠溶液)首先进人高位槽，从高位槽底部自压进入l#分解槽(首槽)，通过低压风提料进入2#分解槽，同样的方法依次将料提入到后面分解槽。前5
