本文關(guān)鍵詞：冶金燒結(jié)配料過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,全世界鋼鐵行業(yè)冶煉的主要原料是燒結(jié)礦。燒結(jié)礦的各項化學成分和物理性能直接影響著高爐生產(chǎn)工況,從而影響企業(yè)生產(chǎn)的冶金產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。冶金燒結(jié)配料過程是一個多變量、強耦合性、非線性的工業(yè)過程。由于燒結(jié)礦原料的成分復雜、種類較多等特點,傳統(tǒng)的燒結(jié)配料過程采用人工經(jīng)驗和手動操作的配料方法,生產(chǎn)出來的燒結(jié)礦質(zhì)量較差、產(chǎn)量較低,已經(jīng)無法滿足當今高爐冶煉對燒結(jié)礦品質(zhì)的要求。針對上述情況,本文設(shè)計了冶金燒結(jié)配料過程優(yōu)化控制系統(tǒng),實現(xiàn)了對燒結(jié)配料生產(chǎn)的各原料成分配比的優(yōu)化計算,并進行了半實物仿真實驗的研究。本文主要工作如下:(1)研究了冶金燒結(jié)配料過程的優(yōu)化控制方法,該方法包括優(yōu)化設(shè)定層和回路控制層。優(yōu)化設(shè)定層是根據(jù)燒結(jié)礦各原料的化學成分,以燒結(jié)礦成品的鐵品位、堿度等質(zhì)量指標為約束條件,以成本為優(yōu)化目標,建立冶金燒結(jié)配料的優(yōu)化數(shù)學模型,應用遺傳算法進行優(yōu)化求解,最后獲得各原料的優(yōu)化設(shè)定值;回路控制層是應用PID控制方法,控制燒結(jié)配料生產(chǎn)的流量實際值達到流量設(shè)定值。(2)應用西門子SIMATIC S7-300 PLC和相關(guān)硬件設(shè)備以及STEP7和WinCC等相關(guān)軟件,通過西門子工控Profibus網(wǎng)絡(luò)進行連接,設(shè)計并開發(fā)了冶金燒結(jié)配料過程的優(yōu)化控制系統(tǒng)。(3)設(shè)計了冶金燒結(jié)配料過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的半實物仿真實驗平臺,仿真平臺的結(jié)構(gòu)是由優(yōu)化設(shè)定計算機、PLC控制系統(tǒng)、模型計算機、監(jiān)控計算機等四部分構(gòu)成。由于本仿真平臺中PLC控制系統(tǒng)部分應用西門子SIMATIC S7-300 PLC等實物作為核心控制器,使得本仿真實驗平臺的運行環(huán)境更加接近生產(chǎn)現(xiàn)場,相比于單純的應用MATLAB軟件搭建的仿真平臺,使得仿真結(jié)果準確性和可靠性更高,具有更好的實際意義。
【關(guān)鍵詞】：冶金燒結(jié)配料 優(yōu)化控制 遺傳算法 西門子S7-300PLC 半實物仿真
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF046.4;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 工業(yè)過程優(yōu)化控制的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 工業(yè)過程仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 論文構(gòu)成13-14
• 2 冶金燒結(jié)配料過程工藝的描述14-19
• 2.1 引言14
• 2.2 冶金燒結(jié)配料過程的工藝流程14-15
• 2.3 冶金燒結(jié)配料過程的質(zhì)量指標要求15-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 3 冶金燒結(jié)配料過程的優(yōu)化控制方法19-33
• 3.1 引言19
• 3.2 優(yōu)化設(shè)定層19-28
• 3.2.1 優(yōu)化設(shè)定層的作用19-20
• 3.2.2 冶金燒結(jié)配料的工藝優(yōu)化模型20-21
• 3.2.3 冶金燒結(jié)配料過程的遺傳優(yōu)化方法21-25
• 3.2.4 優(yōu)化模塊25-28
• 3.2.5 調(diào)整模塊28
• 3.3 回路控制層28-32
• 3.3.1 各原料流量的控制回路28-31
• 3.3.2 PID控制算法31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 冶金燒結(jié)配料過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)33-46
• 4.1 引言33
• 4.2 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能33-34
• 4.3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計34-41
• 4.3.1 Siemens SIMATIC S7-30034-37
• 4.3.2 SIMATIC通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)37-38
• 4.3.3 SIMATIC通信網(wǎng)絡(luò)類別38-39
• 4.3.4 優(yōu)化控制系統(tǒng)的硬件配置39-41
• 4.4 優(yōu)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計41-45
• 4.4.1 程序設(shè)計41-45
• 4.4.2 監(jiān)控畫面設(shè)計45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 5 半實物仿真實驗平臺設(shè)計46-76
• 5.1 引言46
• 5.2 半實物仿真試驗平臺的結(jié)構(gòu)組成46-47
• 5.3 優(yōu)化設(shè)定計算機47-51
• 5.3.1 優(yōu)化設(shè)定軟件的設(shè)計47-49
• 5.3.2 優(yōu)化設(shè)定計算機內(nèi)部通信49-50
• 5.3.3 優(yōu)化設(shè)定計算機與監(jiān)控計算機通信50-51
• 5.4 PLC控制系統(tǒng)51-54
• 5.5 模型計算機54-64
• 5.5.1 皮帶秤電機模型54-55
• 5.5.2 MATLAB的通信和控制回路仿真的建立55-64
• 5.6 監(jiān)控計算機64-68
• 5.6.1 登錄界面64-65
• 5.6.2 工藝流程界面65-66
• 5.6.3 流量設(shè)定界面66
• 5.6.4 原料儲量界面66
• 5.6.5 設(shè)備狀態(tài)界面66-68
• 5.6.6 報警界面68
• 5.7 運行仿真平臺68-75
• 5.8 本章小結(jié)75-76
• 6 結(jié)論76-78
• 參考文獻78-80
• 致謝80

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