火炸药烘干过程中的水分反馈控制技术研究

徐颖新

（宜春先锋军工机械有限公司，江西 宜春 336000）

火炸药是一种能源材料，被广泛运用于海陆空等领域，决定着武器的性能，影响着武器的射程、精确度和威力。可以说，火炸药的存在，对于我国国民经济和国防工业而言，都有着非常积极的现实作用。制造火炸药需要经历驱水、压伸切断、胶化、驱溶等多种步骤。而在驱溶时，就会进行烘干。现在我国的烘干技术，仍旧是在恒温下进行后，根据理化分析的结果检查其是否可以烘干。这种烘干技术有着非常强的主观因素，自动化水平低，精确度较低，最终直接降低了产品的质量。自动化生产可以有效降低投资成本，改善工作条件，减少能耗并提高生产效率。随着时代的不断发展，科学技术的不断进步，相比在未来的发展过程中，自动化生产水平会更高。

1 火炸药烘干过程的系统控制方案

1.1 烘干工艺

结合以往烘干技术，对加热方式进行改革，火炸药的烘干工艺主要是用水蒸气作为加热源进行烘干。将烘干机放到火炸药里面，全程跟着旋振电机进行抖动，这时借助热风和热水，加热火炸药，实现烘干的目的。

热水系统主要包括热水管道、水槽、蒸汽管道和流量阀等。在水槽里面加入水蒸气、热水，形成良好的循环系统，将火炸药里的水分蒸发出来。为了确保烘干效果，水温必须要控制在恒定范围内。

热风系统主要包括流量阀、鼓风机、热风管道、热风和热机等。热风和热机可以将蒸汽与冷风进行结合，变成热风，然后借助鼓风机吹进烘干机里面，再将火炸药里面的水分带走。

监控系统主要包括传感器、变频器、电机等。可以对环境的温度和湿度、风温、水温、火炸药水分等进行实时监测，然后借助水分烘干的情况，对各个电机进行有效协调。

1.2 烘干过程

烘干过程一般包括两个部分，一是监测单元，二是控制单元。监测单元主要包括监视鼓风机电动机的原始状态和振动电动机的工作状态。热水系统里面有水槽液位、热风管道风温、湿度等检测数据。所以，传感器要时刻保证其运转质量，只有正常运转的时候，才可以及时检测数据。控制单元主要包含水温、风温、火炸药水分、电机控制等。电机控制，鼓风机和振动电机的效果直接影响最终的烘干结果。在烘干火炸药的时候，一定要结合烘干质量和工艺，合理调节鼓风机和振动电机。只有如此，才能够保证烘干工作的便捷性、安全性；控制温度，在烘干火炸药的过程中借助热水，在干燥机中循环的热水释放出热空气，加热炸药，使表面上的水蒸发，最后干燥炸药。枪支和炸药是非常危险的物品，如果温度没有得到较好控制而过高，就有可能引起爆炸。同样，如果温度太低，则无法有效烘干炸药。因此，为了能够有效保障烘干效果，要合理地控制温度；控制水分，在烘干时，为了能够有效节约成本、避免浪费，可以按照水分烘干优化鼓风电机的鼓风速度，控制热风的使用量。

2 烘干火炸药的控制技术理论研究

推进剂干燥过程的控制技术由温度控制和水分控制两部分组成，该控制技术包括传感，控制处理和控制输出几个单元。其中，控制处理和控制输出的效率和准确性直接影响整个系统的性能，因此，每个单元的理论研究，建模和仿真非常重要。仿真是为每个单元建立一个数学模型，模拟一个实际的控制环境，然后通过MATLAB仿真软件来实现实验研究。本文对管道温度采取了多种控制策略，进行了软件仿真，得到了仿真结果，并通过对结果的分析和比较，得出了适合该系统的控制方法。

管道温度控制技术包括控制管道中的水温和空气温度。在对传统PID控制技术和模糊PID控制技术进行理论分析的基础上，比较了两种算法的优缺点。选择了另一个控制目标，这是一个更合适的控制策略。最后，结合传统PID和模糊控制技术的优点，结合大气温度控制系统的高时变和强滞后特性，提出了最合适的模糊PID控制策略。

模糊控制本质上是一种基于人类行为的控制方法。它是一种模拟人脑的推理和决策过程的智能控制方法，它基于模糊集理论，模糊语言变量和模糊逻辑推理。这些智能控制方法首先形成一个模糊规则，该模糊规则已根据操作员或专家的经验进行了转换，在存在该模糊规则的情况下，温度传感器收集的实时模拟信号是模糊的。将模糊信号作为模糊规则输入，并将推理后获得的控制输出发送到执行器，以完成模糊推理以控制控制目标。

根据模糊控制理论和推进剂干燥水分控制过程的特点以及管道的温度控制特点，设计了以温度偏差e和温度偏差变化ec为输入的二维模糊PID控制器，进行了模糊控制。为了实现自适应控制系统的温度，在线设置了PID三个参数。在推进剂和炸药干燥过程中，系统连续收集用于干燥的蒸汽和水流的温度值，并将其与系统预期的温度值进行比较，以获得温度偏差e和波动。输入温度偏差的ec并使用计算机调整格式和模型体验。根据模糊推理和规则，调整输出PID参数DKp，DTi和DTd。计算后，Kp、Ti和Td的调整值如下。最终，PID控制算法计算出用于改变控制阀的控制值，从而将水温和风温控制在期望值变化的允许范围内，进而达到控制火炸药水分的效果。

3 火炸药生产原则

火炸药是一种安全隐患非常大的产品，所以在生产的时候，一定要保持高度的警惕，以免带来伤害。首先，坚持三少原则。保证人力成本最少、危险材料少以及危险的工流程最少。在生产火炸药的时候，一旦涉及较为危险的高难度程序，那么最好要规避人工操作，选择先进技术。这样就可以实现远程操作，降低危险度。在火炸药生产的过程中，厂房里面应该避免堆积大量的药药物，如果条件允许，最好保证无人操作；其次，坚持三隔离原则。也就是让危险的生产流程和与非危险的流程进行隔离，危险操作和不危险的操作隔离，危险产品和不危险的产品进行有效隔离。实现有效隔离，能够最大程度保证安全性。对于危险的工序，最好要在钢筋混凝土的室内进行，降低危害性。同时，还要做好防护准备；最后，坚持避免倒流原则。在生产火炸药的过程之中，一定要保证生产的流程，每个工序和工序之间的联系都非常的紧密，避免危险物品的倒流，减少搬运物料的交叉运输。在生产危险品的厂房里，一定要设置合理的空间和通道，方便工作人员在最短的时间里面进行疏散。运输装置经过了输入口的时候，应该保持在地下，这样方便工作人员的正常出入。危险的工序，一般可以选择在抗爆室进行，同时还要开启抗爆门，实现人机分离。这样能够在最大程度上保证工作人员的人身安全，降低工作风险。

4 结语

综上所述，火炸药在我国具有极为重要的现实意义，有助于提高综合国力和国防实力。因此，为了能够保证火炸药的生产质量，必须严格把控其烘干质量。在烘干火炸药的过程中合理改良工艺，控制好水分，提升火炸药的烘干质量，从而促进我国火炸药事业的健康发展，为我国综合国力的增强做出积极贡献。