本文關(guān)鍵詞：基于蟻群算法的選煤工藝設(shè)計

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【摘要】：隨著工業(yè)社會的不斷發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)對能源質(zhì)量的要求越來越高,能源的大量消耗也使得環(huán)境污染問題越來越突出,這些都對選煤行業(yè)提出了更高的要求。重介質(zhì)選煤技術(shù)因此得到快速發(fā)展,在選煤設(shè)備大型化、設(shè)計標準化、生產(chǎn)自動化等研究方向上均取得大量理論成果和實際應(yīng)用。選煤廠的自動控制也達到了一定水平,許多選煤廠實現(xiàn)了就地控制和集中控制,對主要設(shè)備的啟動和運行等實現(xiàn)了基本的遠程控制,還有部分選煤廠應(yīng)用PID控制或模糊控制等算法。建立了基于PID控制的重介質(zhì)選煤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,通過PID控制器對重介質(zhì)選煤系統(tǒng)介質(zhì)桶液位、懸浮液密度、磁性物含量和精煤灰分等參數(shù)進行在線監(jiān)控和實時修改。本課題基于重介選煤工藝發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了重介質(zhì)選煤的工藝流程和各種主要技術(shù)參數(shù),并探討了蟻群算法在重介質(zhì)選煤工藝中的應(yīng)用。重介選煤工藝復(fù)雜,控制參數(shù)較多,難以建立精確數(shù)學(xué)模型。蟻群算法作為從螞蟻群體覓食得到啟發(fā)演化而來的自組織的正反饋算法,具有較強的魯棒性,對初始路線要求低,參數(shù)數(shù)目少,控制簡單,以及較強的全局搜索能力等特點,近年來在理論研究和實際應(yīng)用上均取得了明顯的進展。本課題采用蟻群算法構(gòu)造系統(tǒng)控制器,實時監(jiān)控并調(diào)整重介質(zhì)選煤工藝流程中的液位、密度、灰分等關(guān)鍵參數(shù),完成重介質(zhì)懸浮液選煤過程的自動化控制。在系統(tǒng)的硬件選擇方面,因為選煤車間設(shè)備呈區(qū)域化的分散分布,每個區(qū)域內(nèi)需要控制的設(shè)備有限,因此系統(tǒng)控制器選用西門子最新的小型控制器S7-1200PLC,采用了多個PLC分散控制的方式搭建分布式DCS系統(tǒng)。根據(jù)選煤工藝對精確度和安全性等的要求,選取了新型的灰分儀、密度儀、液位計等儀器儀表檢測系統(tǒng)各關(guān)鍵參數(shù),既可以就地顯示和控制,也可以將數(shù)據(jù)經(jīng)PLC上傳至上位機,供操作人員查詢和控制。系統(tǒng)上位機軟件采用了國內(nèi)市場占有率較高的組態(tài)王(Kingview)軟件,組態(tài)王最大支持1024個變量,能夠兼容多種控制器、巡檢儀和儀器儀表等設(shè)備,具有良好的擴展性和兼容性,既可以將選煤車間現(xiàn)場畫面動態(tài)顯示,也可以對電動閥,開關(guān)等進行遠程控制。整個系統(tǒng)能夠較好滿足選煤工藝要求,準確分選出符合灰分要求的精煤產(chǎn)品,實現(xiàn)選煤過程的自動化運行。
【關(guān)鍵詞】：S7-1200PLC 重介質(zhì)選煤 蟻群算法
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD94
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題提出背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外重介選煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容及意義11-13
• 第2章 重介選煤工藝13-17
• 2.1 重介選煤原理13
• 2.2 重介選煤工藝流程13-16
• 2.3 重液密度自動控制16-17
• 第3章 基于蟻群算法的控制系統(tǒng)設(shè)計17-30
• 3.1 蟻群算法原理介紹17-19
• 3.1.1 真實蟻群覓食行為17
• 3.1.2 蟻群算法提出及邏輯結(jié)構(gòu)17-18
• 3.1.3 蟻群算法模型的建立18-19
• 3.2 重介選煤數(shù)學(xué)模型19-27
• 3.2.1 選煤介質(zhì)流程19-20
• 3.2.2 重介選煤數(shù)學(xué)模型20-27
• 3.3 求解密度控制的蟻群算法27-29
• 3.3.1 蟻群算法求解密度的基本思想27
• 3.3.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則27-28
• 3.3.3 啟發(fā)式信息28
• 3.3.4 信息素更新規(guī)則28
• 3.3.5 算法步驟28-29
• 3.4 算法仿真29-30
• 第4章 選煤控制系統(tǒng)整體設(shè)計30-43
• 4.1 控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)30-31
• 4.2 系統(tǒng)控制器模塊31-32
• 4.3 檢測及執(zhí)行模塊32-35
• 4.3.1 在線灰分儀32-33
• 4.3.2 在線密度計33-34
• 4.3.3 液位計34
• 4.3.4 電動閥34-35
• 4.4 下位機程序設(shè)計35-40
• 4.5 上位機程序設(shè)計40-42
• 4.6 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計42-43
• 第5章 選煤系統(tǒng)控制效果分析43-47
• 5.1 控制效果對比43-46
• 5.2 控制效果分析46-47
• 第6章 結(jié)論與展望47-48
• 6.1 結(jié)論47
• 6.2 展望47-48
• 參考文獻48-50
• 致謝50

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本文編號：602397