輸煤系統(tǒng)與磨煤機(jī)的控制與優(yōu)化
發(fā)布時間:2022-10-27 21:35
調(diào)查顯示,近年來我國以水電、核電、風(fēng)電等為代表的清潔能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)在飛速發(fā)展,卻仍舊無法超越火力發(fā)電在我國的重要地位,F(xiàn)在電廠對經(jīng)濟(jì)效益的追求越來越高,發(fā)電設(shè)備增容量大,因此對火電廠設(shè)備的自動控制也就提出了更高的要求。輸煤系統(tǒng)作為火電廠的三大輔助系統(tǒng)之一,在火電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)中占著舉足輕重的地位,因此輸煤系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、不間斷運(yùn)行成為火電廠能否高效率生產(chǎn)的要素之一。本文的研究對象是某化工廠16萬噸/年生物降解工程塑料一體化項(xiàng)目一期鍋爐房的輸煤系統(tǒng),針對該系統(tǒng)的控制要求設(shè)計(jì)了基于西門子S7-400H PLC的冗余DCS程控系統(tǒng)。該冗余DCS系統(tǒng)配備雙電源,雙CPU,當(dāng)主CPU發(fā)生故障,系統(tǒng)立刻切換到備用CPU,切換時間只需十幾毫秒,保證了系統(tǒng)無故障運(yùn)行的要求,使控制系統(tǒng)的可靠性得到極大提升。DCS系統(tǒng)的通訊采用現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),解決了現(xiàn)場大量布線的成本,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎涂煽啃。針對輸煤系統(tǒng)中磨煤機(jī)的運(yùn)行特性和被控量特點(diǎn),分析現(xiàn)有的優(yōu)化控制方案的優(yōu)劣,最后決定采用粒子群算法對磨煤機(jī)進(jìn)行優(yōu)化。為了能將磨煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況在仿真軟件MATLAB中表示,選用了磨煤機(jī)出口溫度的模型做仿真...
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 輸煤程控技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.2.1 輸煤程控技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 輸煤程控技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.3 制粉系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 輸煤系統(tǒng)與磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的控制方案
2.1 輸煤系統(tǒng)的工藝流程
2.2 輸煤系統(tǒng)的主要控制設(shè)備
2.2.1 輸煤系統(tǒng)的主要設(shè)備
2.2.2 磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)
2.2.3 磨煤機(jī)的工藝流程
2.3 磨煤機(jī)的簡介
2.3.1 磨煤機(jī)的工作特性
2.3.2 制粉系統(tǒng)的控制原理
2.3.3 控制難點(diǎn)
2.4 程控系統(tǒng)的控制方案設(shè)計(jì)
2.4.1 程控系統(tǒng)的控制要求
2.4.2 程控系統(tǒng)的操作方式
2.4.3 連鎖方式
2.4.4 程控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
2.5 輸煤程控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 磨煤機(jī)的控制與優(yōu)化
3.1 磨煤機(jī)的數(shù)學(xué)模型
3.2 磨煤機(jī)常用的控制方法
3.3 粒子群算法的基本理論
3.4 基于PSO優(yōu)化的PID控制器
3.4.1 PID控制原理
3.4.2 PSO優(yōu)化PID控制器的原理
3.5 MATLAB仿真
3.5.1 雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)出口溫度的常規(guī)PID控制仿真
3.5.2 基于粒子群算法優(yōu)化的磨煤機(jī)出口溫度常規(guī)PID控制系統(tǒng)
3.5.3 仿真結(jié)果和分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 輸煤程控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)
4.1 編程軟件PCS7簡介
4.2 硬件組態(tài)配置
4.2.1 AS站硬件組態(tài)
4.2.2 OS站組態(tài)
4.2.3 網(wǎng)絡(luò)連接組態(tài)
4.3 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)
4.4 輸煤程控系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)
4.4.1 SFC編輯器簡介
4.4.2 輸煤系統(tǒng)上煤順序啟動控制SFC編程
4.4.3 輸煤程控系統(tǒng)上煤順序停止控制SFC編程
4.4.4 皮帶連鎖保護(hù)控制SFC編程
4.4.5 自動配煤系統(tǒng)控制SFC編程
4.5 PSO算法在PLC系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.5.1 CFC組態(tài)
4.5.2 SCL編程
4.5.3 運(yùn)行結(jié)果比較與分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)裝球方案[J]. 谷俊杰,王玉坤. 熱力發(fā)電. 2017(09)
[2]MATLAB在地球物理專業(yè)“計(jì)算方法”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 陳召曦. 黑龍江科技信息. 2015(33)
[3]火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略分析[J]. 崔國智,王剛. 山東工業(yè)技術(shù). 2015(06)
[4]基于現(xiàn)場總線技術(shù)的火電發(fā)電廠運(yùn)煤系統(tǒng)全通信控制構(gòu)建[J]. 劉梓洪,許正同. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2014(18)
[5]DCS系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J]. 趙國利. 科技風(fēng). 2014(10)
[6]600MW超臨界直流鍋爐制粉系統(tǒng)的防爆與防火[J]. 王晨夕. 能源研究與管理. 2011(04)
[7]PLC在發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 郭常敏,溫宗英. 石河子科技. 2011(05)
[8]基于PLC的過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 周大志,樊石,唐文軍,趙群. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2009(07)
[9]PLC在王灘發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 高春雷. 電氣應(yīng)用. 2009(05)
[10]PLC在發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 喻晴,金誠,孟松濤. 電氣時代. 2008(09)
博士論文
[1]雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)建模及控制[D]. 馮磊華.中南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于PLC的往復(fù)式壓縮機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張繼軍.蘭州大學(xué) 2016
[2]PLC冗余系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[D]. 李泉.新疆大學(xué) 2012
[3]鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的優(yōu)化控制算法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 劉月丹.華北電力大學(xué) 2012
[4]一種基于改進(jìn)粒子群和K均值結(jié)合的聚類算法[D]. 錢偉強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2011
[5]水煤漿加壓氣化裝置DCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 施鵬輝.上海交通大學(xué) 2011
[6]專家控制技術(shù)在雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)中的應(yīng)用研究[D]. 田傳波.華北電力大學(xué)(河北) 2009
[7]西門子PLC冗余系統(tǒng)在輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 馬勇.吉林大學(xué) 2008
[8]火電廠中儲式球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的優(yōu)化控制[D]. 李軍路.西安理工大學(xué) 2008
[9]基于遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器在鋼球磨煤機(jī)中的應(yīng)用[D]. 覃來豐.浙江大學(xué) 2007
[10]中儲式磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)控制算法研究[D]. 溫玄.哈爾濱理工大學(xué) 2006
本文編號:3697257
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 輸煤程控技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.2.1 輸煤程控技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 輸煤程控技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.3 制粉系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 輸煤系統(tǒng)與磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的控制方案
2.1 輸煤系統(tǒng)的工藝流程
2.2 輸煤系統(tǒng)的主要控制設(shè)備
2.2.1 輸煤系統(tǒng)的主要設(shè)備
2.2.2 磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)
2.2.3 磨煤機(jī)的工藝流程
2.3 磨煤機(jī)的簡介
2.3.1 磨煤機(jī)的工作特性
2.3.2 制粉系統(tǒng)的控制原理
2.3.3 控制難點(diǎn)
2.4 程控系統(tǒng)的控制方案設(shè)計(jì)
2.4.1 程控系統(tǒng)的控制要求
2.4.2 程控系統(tǒng)的操作方式
2.4.3 連鎖方式
2.4.4 程控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
2.5 輸煤程控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第3章 磨煤機(jī)的控制與優(yōu)化
3.1 磨煤機(jī)的數(shù)學(xué)模型
3.2 磨煤機(jī)常用的控制方法
3.3 粒子群算法的基本理論
3.4 基于PSO優(yōu)化的PID控制器
3.4.1 PID控制原理
3.4.2 PSO優(yōu)化PID控制器的原理
3.5 MATLAB仿真
3.5.1 雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)出口溫度的常規(guī)PID控制仿真
3.5.2 基于粒子群算法優(yōu)化的磨煤機(jī)出口溫度常規(guī)PID控制系統(tǒng)
3.5.3 仿真結(jié)果和分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 輸煤程控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)
4.1 編程軟件PCS7簡介
4.2 硬件組態(tài)配置
4.2.1 AS站硬件組態(tài)
4.2.2 OS站組態(tài)
4.2.3 網(wǎng)絡(luò)連接組態(tài)
4.3 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)
4.4 輸煤程控系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)
4.4.1 SFC編輯器簡介
4.4.2 輸煤系統(tǒng)上煤順序啟動控制SFC編程
4.4.3 輸煤程控系統(tǒng)上煤順序停止控制SFC編程
4.4.4 皮帶連鎖保護(hù)控制SFC編程
4.4.5 自動配煤系統(tǒng)控制SFC編程
4.5 PSO算法在PLC系統(tǒng)中的應(yīng)用
4.5.1 CFC組態(tài)
4.5.2 SCL編程
4.5.3 運(yùn)行結(jié)果比較與分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)裝球方案[J]. 谷俊杰,王玉坤. 熱力發(fā)電. 2017(09)
[2]MATLAB在地球物理專業(yè)“計(jì)算方法”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 陳召曦. 黑龍江科技信息. 2015(33)
[3]火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略分析[J]. 崔國智,王剛. 山東工業(yè)技術(shù). 2015(06)
[4]基于現(xiàn)場總線技術(shù)的火電發(fā)電廠運(yùn)煤系統(tǒng)全通信控制構(gòu)建[J]. 劉梓洪,許正同. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2014(18)
[5]DCS系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J]. 趙國利. 科技風(fēng). 2014(10)
[6]600MW超臨界直流鍋爐制粉系統(tǒng)的防爆與防火[J]. 王晨夕. 能源研究與管理. 2011(04)
[7]PLC在發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 郭常敏,溫宗英. 石河子科技. 2011(05)
[8]基于PLC的過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 周大志,樊石,唐文軍,趙群. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2009(07)
[9]PLC在王灘發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 高春雷. 電氣應(yīng)用. 2009(05)
[10]PLC在發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 喻晴,金誠,孟松濤. 電氣時代. 2008(09)
博士論文
[1]雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)建模及控制[D]. 馮磊華.中南大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于PLC的往復(fù)式壓縮機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張繼軍.蘭州大學(xué) 2016
[2]PLC冗余系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[D]. 李泉.新疆大學(xué) 2012
[3]鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的優(yōu)化控制算法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 劉月丹.華北電力大學(xué) 2012
[4]一種基于改進(jìn)粒子群和K均值結(jié)合的聚類算法[D]. 錢偉強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2011
[5]水煤漿加壓氣化裝置DCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 施鵬輝.上海交通大學(xué) 2011
[6]專家控制技術(shù)在雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)中的應(yīng)用研究[D]. 田傳波.華北電力大學(xué)(河北) 2009
[7]西門子PLC冗余系統(tǒng)在輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 馬勇.吉林大學(xué) 2008
[8]火電廠中儲式球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的優(yōu)化控制[D]. 李軍路.西安理工大學(xué) 2008
[9]基于遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器在鋼球磨煤機(jī)中的應(yīng)用[D]. 覃來豐.浙江大學(xué) 2007
[10]中儲式磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)控制算法研究[D]. 溫玄.哈爾濱理工大學(xué) 2006
本文編號:3697257
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