本文關(guān)鍵詞：熱風(fēng)爐燃燒控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與研究

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【摘要】：在高爐煉鐵生產(chǎn)中,熱風(fēng)爐是重要的加熱鼓風(fēng)設(shè)備,為高爐連續(xù)地提供高溫?zé)犸L(fēng)。提高熱風(fēng)溫度有利于高爐生產(chǎn)過程的正常、高效地進行,同時可節(jié)省能源消耗,降低煉鐵成本等。傳統(tǒng)的熱風(fēng)爐燃燒控制過程存在一些問題,控制的難點在于工藝復(fù)雜,調(diào)節(jié)滯后等�？傊�,如何對燃燒過程中拱頂溫度進行精確、合理地控制,顯得及其重要。本文首先從龍鋼實際項目中,分析了高爐熱風(fēng)爐控制過程的相關(guān)工藝要求;提出熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、軟硬件相關(guān)配置;完成了下位機系統(tǒng)(包括S7-400H PLC主站、4個ET-200M遠程站)的設(shè)計;實現(xiàn)了上位機監(jiān)控系統(tǒng)(包括熱風(fēng)爐工藝總貌畫面、工藝操作畫面)的功能。其次,燃燒過程具有非線性、滯后性、時變性等特點,且難以建立準確的數(shù)學(xué)模型。系統(tǒng)要求對拱頂溫度進行準確有效地控制,因此常規(guī)的PID控制效果并不好。分析燃燒期拱頂溫度的變化特點,結(jié)合模糊PID控制的良好動態(tài)性能和魯棒性等優(yōu)點。因此,設(shè)計了基于模糊PID的拱頂溫度控制系統(tǒng),并且對拱頂溫度的三種控制算法(PID控制、模糊控制、模糊PID)進行仿真對比,根據(jù)仿真結(jié)果分析得,模糊PID算法在系統(tǒng)中的控制效果較為良好。最后,將模糊PID算法應(yīng)用在PLC控制系統(tǒng)中。在Matlab中生成模糊控制規(guī)則表,并離線存入STEP7的數(shù)據(jù)塊中。在STEP7軟件中編寫模塊化程序,實現(xiàn)模糊PID控制算法在工程中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：熱風(fēng)爐 燃燒控制 拱頂溫度 模糊PID控制 STEP7軟件
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF325.4;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1.緒論9-19
• 1.1 課題的背景及意義9-10
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀與趨勢10-12
• 1.2.1 國外研究及發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究及發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 PLC及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用12-15
• 1.3.1 PLC的發(fā)展及特點12-13
• 1.3.2 PLC的優(yōu)點13-14
• 1.3.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用14-15
• 1.4 龍鋼熱風(fēng)爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述15-16
• 1.5 主要工作內(nèi)容和論文安排16-19
• 2.熱風(fēng)爐的工藝流程及自動控制19-27
• 2.1 結(jié)構(gòu)概述19-20
• 2.2 工作原理20-21
• 2.3 工藝設(shè)備21-22
• 2.4 熱風(fēng)爐的自動控制22-25
• 2.4.1 燃燒控制22-23
• 2.4.2 換爐控制23-24
• 2.4.3 送風(fēng)工作制度24
• 2.4.4 換爐操作方式24-25
• 2.5 龍鋼熱風(fēng)爐的控制方式25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3.龍鋼高爐熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)的設(shè)計27-35
• 3.1 控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)27-28
• 3.2 控制系統(tǒng)的配置28
• 3.3 下位機設(shè)計28-32
• 3.3.1 控制器模塊及選型28-29
• 3.3.2 系統(tǒng)I/O地址分配29
• 3.3.3 系統(tǒng)的程序設(shè)計29-32
• 3.4 監(jiān)控畫面設(shè)計32-34
• 3.4.1 組態(tài)要求及選擇設(shè)計32
• 3.4.2 監(jiān)控畫面的設(shè)計32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4.模糊PID算法的設(shè)計及仿真35-47
• 4.1 熱風(fēng)爐燃燒過程分析35-36
• 4.2 拱頂溫度自動控制系統(tǒng)36-37
• 4.3 模糊PID控制結(jié)構(gòu)37-38
• 4.4 模糊PID控制器設(shè)計38-41
• 4.4.1 模糊子集和隸屬函數(shù)38-40
• 4.4.2 模糊控制規(guī)則表40-41
• 4.4.3 輸出量的去模糊化41
• 4.5 系統(tǒng)的仿真研究41-46
• 4.5.1 PID控制的仿真研究42-43
• 4.5.2 模糊控制的仿真研究43-44
• 4.5.3 模糊PID控制的仿真研究44-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 5.模糊PID算法在PLC控制系統(tǒng)中的實現(xiàn)47-61
• 5.1 引言47
• 5.2 算法的程序結(jié)構(gòu)圖47-48
• 5.3 算法的程序流程圖48-49
• 5.4 算法的模塊化設(shè)計49-59
• 5.4.1 輸入量模糊化程序FC149-52
• 5.4.2 模糊控制表查詢程序FC252-54
• 5.4.3 去模糊化程序FC354-55
• 5.4.4 PID運算程序FB155-56
• 5.4.5 循環(huán)中斷程序OB3556-58
• 5.4.6 組織塊程序OB158-59
• 5.5 本章小結(jié)59-61
• 6.總結(jié)與展望61-63
• 參考文獻63-67
• 碩士階段發(fā)表的論文67-69
• 致謝69

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本文編號：1015196