焦爐加熱燃燒系統(tǒng)是整個焦爐煉焦過程的核心,具有非線性、大滯后、大慣性的特點。生產(chǎn)過程中焦爐溫度是否穩(wěn)定直接影響著焦炭質(zhì)量的優(yōu)劣和爐體壽命的長短。而建立起精確地加熱模型,優(yōu)化焦爐加熱燃燒過程的控制,是提高焦炭質(zhì)量、降低焦爐能耗的重要手段。本文從焦爐加熱燃燒工藝流程出發(fā),分析出影響焦爐溫度的主要因素是煤氣流量,并直接利用現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù),采用最小二乘支持向量機算法辨識出焦爐加熱溫度模型�？紤]到現(xiàn)場生產(chǎn)過程中,煤氣主管壓力和立火道溫度易受干擾而發(fā)生波動,設計了基于最小二乘支持向量機的預測控制器。為了提高焦爐的熱效率,提出了根據(jù)煤氣熱值設定空燃比的空氣-煤氣雙閉環(huán)比值控制,并將該比值控制與焦爐溫度控制相結合。利用MATLAB進行了系統(tǒng)仿真,仿真結果表明基于溫度模型的預測控制器的控制效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制器,具有超調(diào)量小、響應速度快以及抗干擾能力強等特點。最后,將上述控制方法應用在西門子PLC中,并詳細介紹了整個組態(tài)實現(xiàn)過程。通過系統(tǒng)運行前后的現(xiàn)場溫度曲線對比發(fā)現(xiàn),該控制方案可以穩(wěn)定控制爐溫。 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 焦爐加熱燃燒系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 焦爐加熱燃燒系統(tǒng)及其控制方案
    2.1 焦爐的結構及其生產(chǎn)工藝
        2.1.1 焦爐的結構
        2.1.2 焦爐煉焦的生產(chǎn)工藝
    2.2 焦爐加熱燃燒系統(tǒng)的主要內(nèi)容
        2.2.1 焦爐加熱過程
        2.2.2 煤氣燃燒過程
    2.3 焦爐加熱控制的主要內(nèi)容
        2.3.1 立火道溫度的測量
        2.3.2 影響立火道溫度的主要因素
    2.4 焦爐燃燒控制的主要內(nèi)容
        2.4.1 焦爐熱平衡
        2.4.2 影響焦爐熱效率的主要因素
    2.5 焦爐加熱燃燒控制的難點
    2.6 優(yōu)化焦爐加熱燃燒的控制方案
    2.7 本章小結
第三章 基于LSSVM的焦爐加熱溫度模型
    3.1 機器學習與統(tǒng)計學習理論
        3.1.1 經(jīng)驗風險最小化原則
        3.1.2 結構風險極小化原則
    3.2 支持向量機學習算法
        3.2.1 支持向量機
        3.2.2 最小二乘支持向量機
    3.3 焦爐加熱溫度模型辨識
    3.4 本章小結
第四章 焦爐加熱燃燒控制
    4.1 焦爐加熱溫度控制
        4.1.1 預測控制的基本原理
        4.1.2 廣義預測控制
        4.1.3 LSSVM模型的線性化
        4.1.4 基于LSSVM的廣義預測控制
    4.2 焦爐燃燒控制
        4.2.1 比值控制系統(tǒng)
        4.2.2 空燃比控制
        4.2.3 空氣與煤氣的雙閉環(huán)比值控制在焦爐加熱溫度控制中的應用
    4.3 控制算法的仿真研究
    4.4 本章小結
第五章 焦爐加熱燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
    5.1 西門子S7-300 系列PLC簡介
        5.1.1 西門子STEP7 編程軟件
        5.1.2 上位機WinCC組態(tài)建立通訊
    5.2 控制方案在PLC中的實現(xiàn)
        5.2.1 立火道溫度在線測量
        5.2.2 優(yōu)化控制的實現(xiàn)
    5.3 焦爐加熱燃燒優(yōu)化控制使用后的效果分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間主要研究成果
圖表清單
附錄 正常工況下的300組數(shù)據(jù)表



本文編號：3671175