火炸藥烘干過程中的水分反饋控制技術研究

徐穎新

（宜春先鋒軍工機械有限公司，江西 宜春 336000）

火炸藥是一種能源材料，被廣泛運用于海陸空等領域，決定著武器的性能，影響著武器的射程、精確度和威力。可以說，火炸藥的存在，對于我國國民經濟和國防工業而言，都有著非常積極的現實作用。制造火炸藥需要經歷驅水、壓伸切斷、膠化、驅溶等多種步驟。而在驅溶時，就會進行烘干。現在我國的烘干技術，仍舊是在恒溫下進行后，根據理化分析的結果檢查其是否可以烘干。這種烘干技術有著非常強的主觀因素，自動化水平低，精確度較低，最終直接降低了產品的質量。自動化生產可以有效降低投資成本，改善工作條件，減少能耗并提高生產效率。隨著時代的不斷發展，科學技術的不斷進步，相比在未來的發展過程中，自動化生產水平會更高。

1 火炸藥烘干過程的系統控制方案

1.1 烘干工藝

結合以往烘干技術，對加熱方式進行改革，火炸藥的烘干工藝主要是用水蒸氣作為加熱源進行烘干。將烘干機放到火炸藥里面，全程跟著旋振電機進行抖動，這時借助熱風和熱水，加熱火炸藥，實現烘干的目的。

熱水系統主要包括熱水管道、水槽、蒸汽管道和流量閥等。在水槽里面加入水蒸氣、熱水，形成良好的循環系統，將火炸藥里的水分蒸發出來。為了確保烘干效果，水溫必須要控制在恒定范圍內。

熱風系統主要包括流量閥、鼓風機、熱風管道、熱風和熱機等。熱風和熱機可以將蒸汽與冷風進行結合，變成熱風，然后借助鼓風機吹進烘干機里面，再將火炸藥里面的水分帶走。

監控系統主要包括傳感器、變頻器、電機等。可以對環境的溫度和濕度、風溫、水溫、火炸藥水分等進行實時監測，然后借助水分烘干的情況，對各個電機進行有效協調。

1.2 烘干過程

烘干過程一般包括兩個部分，一是監測單元，二是控制單元。監測單元主要包括監視鼓風機電動機的原始狀態和振動電動機的工作狀態。熱水系統里面有水槽液位、熱風管道風溫、濕度等檢測數據。所以，傳感器要時刻保證其運轉質量，只有正常運轉的時候，才可以及時檢測數據。控制單元主要包含水溫、風溫、火炸藥水分、電機控制等。電機控制，鼓風機和振動電機的效果直接影響最終的烘干結果。在烘干火炸藥的時候，一定要結合烘干質量和工藝，合理調節鼓風機和振動電機。只有如此，才能夠保證烘干工作的便捷性、安全性；控制溫度，在烘干火炸藥的過程中借助熱水，在干燥機中循環的熱水釋放出熱空氣，加熱炸藥，使表面上的水蒸發，最后干燥炸藥。槍支和炸藥是非常危險的物品，如果溫度沒有得到較好控制而過高，就有可能引起爆炸。同樣，如果溫度太低，則無法有效烘干炸藥。因此，為了能夠有效保障烘干效果，要合理地控制溫度；控制水分，在烘干時，為了能夠有效節約成本、避免浪費，可以按照水分烘干優化鼓風電機的鼓風速度，控制熱風的使用量。

2 烘干火炸藥的控制技術理論研究

推進劑干燥過程的控制技術由溫度控制和水分控制兩部分組成，該控制技術包括傳感，控制處理和控制輸出幾個單元。其中，控制處理和控制輸出的效率和準確性直接影響整個系統的性能，因此，每個單元的理論研究，建模和仿真非常重要。仿真是為每個單元建立一個數學模型，模擬一個實際的控制環境，然后通過MATLAB仿真軟件來實現實驗研究。本文對管道溫度采取了多種控制策略，進行了軟件仿真，得到了仿真結果，并通過對結果的分析和比較，得出了適合該系統的控制方法。

管道溫度控制技術包括控制管道中的水溫和空氣溫度。在對傳統PID控制技術和模糊PID控制技術進行理論分析的基礎上，比較了兩種算法的優缺點。選擇了另一個控制目標，這是一個更合適的控制策略。最后，結合傳統PID和模糊控制技術的優點，結合大氣溫度控制系統的高時變和強滯后特性，提出了最合適的模糊PID控制策略。

模糊控制本質上是一種基于人類行為的控制方法。它是一種模擬人腦的推理和決策過程的智能控制方法，它基于模糊集理論，模糊語言變量和模糊邏輯推理。這些智能控制方法首先形成一個模糊規則，該模糊規則已根據操作員或專家的經驗進行了轉換，在存在該模糊規則的情況下，溫度傳感器收集的實時模擬信號是模糊的。將模糊信號作為模糊規則輸入，并將推理后獲得的控制輸出發送到執行器，以完成模糊推理以控制控制目標。

根據模糊控制理論和推進劑干燥水分控制過程的特點以及管道的溫度控制特點，設計了以溫度偏差e和溫度偏差變化ec為輸入的二維模糊PID控制器，進行了模糊控制。為了實現自適應控制系統的溫度，在線設置了PID三個參數。在推進劑和炸藥干燥過程中，系統連續收集用于干燥的蒸汽和水流的溫度值，并將其與系統預期的溫度值進行比較，以獲得溫度偏差e和波動。輸入溫度偏差的ec并使用計算機調整格式和模型體驗。根據模糊推理和規則，調整輸出PID參數DKp，DTi和DTd。計算后，Kp、Ti和Td的調整值如下。最終，PID控制算法計算出用于改變控制閥的控制值，從而將水溫和風溫控制在期望值變化的允許范圍內，進而達到控制火炸藥水分的效果。

3 火炸藥生產原則

火炸藥是一種安全隱患非常大的產品，所以在生產的時候，一定要保持高度的警惕，以免帶來傷害。首先，堅持三少原則。保證人力成本最少、危險材料少以及危險的工流程最少。在生產火炸藥的時候，一旦涉及較為危險的高難度程序，那么最好要規避人工操作，選擇先進技術。這樣就可以實現遠程操作，降低危險度。在火炸藥生產的過程中，廠房里面應該避免堆積大量的藥藥物，如果條件允許，最好保證無人操作；其次，堅持三隔離原則。也就是讓危險的生產流程和與非危險的流程進行隔離，危險操作和不危險的操作隔離，危險產品和不危險的產品進行有效隔離。實現有效隔離，能夠最大程度保證安全性。對于危險的工序，最好要在鋼筋混凝土的室內進行，降低危害性。同時，還要做好防護準備；最后，堅持避免倒流原則。在生產火炸藥的過程之中，一定要保證生產的流程，每個工序和工序之間的聯系都非常的緊密，避免危險物品的倒流，減少搬運物料的交叉運輸。在生產危險品的廠房里，一定要設置合理的空間和通道，方便工作人員在最短的時間里面進行疏散。運輸裝置經過了輸入口的時候，應該保持在地下，這樣方便工作人員的正常出入。危險的工序，一般可以選擇在抗爆室進行，同時還要開啟抗爆門，實現人機分離。這樣能夠在最大程度上保證工作人員的人身安全，降低工作風險。

4 結語

綜上所述，火炸藥在我國具有極為重要的現實意義，有助于提高綜合國力和國防實力。因此，為了能夠保證火炸藥的生產質量，必須嚴格把控其烘干質量。在烘干火炸藥的過程中合理改良工藝，控制好水分，提升火炸藥的烘干質量，從而促進我國火炸藥事業的健康發展，為我國綜合國力的增強做出積極貢獻。