输煤系统与磨煤机的控制与优化

发布时间：2022-10-27 21:35

　　调查显示,近年来我国以水电、核电、风电等为代表的清洁能源发电产业在飞速发展,却仍旧无法超越火力发电在我国的重要地位。现在电厂对经济效益的追求越来越高,发电设备增容量大,因此对火电厂设备的自动控制也就提出了更高的要求。输煤系统作为火电厂的三大辅助系统之一,在火电厂的生产系统中占着举足轻重的地位,因此输煤系统的安全、稳定、不间断运行成为火电厂能否高效率生产的要素之一。本文的研究对象是某化工厂16万吨/年生物降解工程塑料一体化项目一期锅炉房的输煤系统,针对该系统的控制要求设计了基于西门子S7-400H PLC的冗余DCS程控系统。该冗余DCS系统配备双电源,双CPU,当主CPU发生故障,系统立刻切换到备用CPU,切换时间只需十几毫秒,保证了系统无故障运行的要求,使控制系统的可靠性得到极大提升。DCS系统的通讯采用现场总线和工业以太网技术,解决了现场大量布线的成本,提高了数据传输的速率和可靠性。针对输煤系统中磨煤机的运行特性和被控量特点,分析现有的优化控制方案的优劣,最后决定采用粒子群算法对磨煤机进行优化。为了能将磨煤机实际运行状况在仿真软件MATLAB中表示,选用了磨煤机出口温度的模型做仿真... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 输煤程控技术的研究现状及发展趋势
        1.2.1 输煤程控技术的研究现状
        1.2.2 输煤程控技术的发展趋势
    1.3 制粉系统的研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 输煤系统与磨煤机制粉系统的控制方案
    2.1 输煤系统的工艺流程
    2.2 输煤系统的主要控制设备
        2.2.1 输煤系统的主要设备
        2.2.2 磨煤机的结构
        2.2.3 磨煤机的工艺流程
    2.3 磨煤机的简介
        2.3.1 磨煤机的工作特性
        2.3.2 制粉系统的控制原理
        2.3.3 控制难点
    2.4 程控系统的控制方案设计
        2.4.1 程控系统的控制要求
        2.4.2 程控系统的操作方式
        2.4.3 连锁方式
        2.4.4 程控系统的整体设计
    2.5 输煤程控系统的硬件设计
    2.6 本章小结
第3章 磨煤机的控制与优化
    3.1 磨煤机的数学模型
    3.2 磨煤机常用的控制方法
    3.3 粒子群算法的基本理论
    3.4 基于PSO优化的PID控制器
        3.4.1 PID控制原理
        3.4.2 PSO优化PID控制器的原理
    3.5 MATLAB仿真
        3.5.1 双进双出磨煤机出口温度的常规PID控制仿真
        3.5.2 基于粒子群算法优化的磨煤机出口温度常规PID控制系统
        3.5.3 仿真结果和分析
    3.6 本章小结
第4章 输煤程控系统的硬件实现
    4.1 编程软件PCS7简介
    4.2 硬件组态配置
        4.2.1 AS站硬件组态
        4.2.2 OS站组态
        4.2.3 网络连接组态
    4.3 监控界面设计
    4.4 输煤程控系统的PLC设计
        4.4.1 SFC编辑器简介
        4.4.2 输煤系统上煤顺序启动控制SFC编程
        4.4.3 输煤程控系统上煤顺序停止控制SFC编程
        4.4.4 皮带连锁保护控制SFC编程
        4.4.5 自动配煤系统控制SFC编程
    4.5 PSO算法在PLC系统中的应用
        4.5.1 CFC组态
        4.5.2 SCL编程
        4.5.3 运行结果比较与分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]双进双出钢球磨煤机装球方案[J]. 谷俊杰,王玉坤.  热力发电. 2017(09)
[2]MATLAB在地球物理专业“计算方法”课程教学中的应用[J]. 陈召曦.  黑龙江科技信息. 2015(33)
[3]火力发电厂锅炉运行优化策略分析[J]. 崔国智,王刚.  山东工业技术. 2015(06)
[4]基于现场总线技术的火电发电厂运煤系统全通信控制构建[J]. 刘梓洪,许正同.  产业与科技论坛. 2014(18)
[5]DCS系统在生产管理中的应用[J]. 赵国利.  科技风. 2014(10)
[6]600MW超临界直流锅炉制粉系统的防爆与防火[J]. 王晨夕.  能源研究与管理. 2011(04)
[7]PLC在发电厂输煤系统中的应用[J]. 郭常敏,温宗英.  石河子科技. 2011(05)
[8]基于PLC的过程控制系统设计[J]. 周大志,樊石,唐文军,赵群.  自动化技术与应用. 2009(07)
[9]PLC在王滩发电厂输煤控制系统中的应用[J]. 高春雷.  电气应用. 2009(05)
[10]PLC在发电厂输煤系统中的应用[J]. 喻晴,金诚,孟松涛.  电气时代. 2008(09)

博士论文
[1]双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统建模及控制[D]. 冯磊华.中南大学 2012

硕士论文
[1]基于PLC的往复式压缩机控制系统设计与实现[D]. 张继军.兰州大学 2016
[2]PLC冗余系统的应用与实现[D]. 李泉.新疆大学 2012
[3]钢球磨煤机制粉系统的优化控制算法研究及实现[D]. 刘月丹.华北电力大学 2012
[4]一种基于改进粒子群和K均值结合的聚类算法[D]. 钱伟强.西安电子科技大学 2011
[5]水煤浆加压气化装置DCS系统的设计与应用[D]. 施鹏辉.上海交通大学 2011
[6]专家控制技术在双进双出磨煤机中的应用研究[D]. 田传波.华北电力大学（河北） 2009
[7]西门子PLC冗余系统在输煤程控系统中的应用[D]. 马勇.吉林大学 2008
[8]火电厂中储式球磨机制粉系统的优化控制[D]. 李军路.西安理工大学 2008
[9]基于遗传算法优化的模糊控制器在钢球磨煤机中的应用[D]. 覃来丰.浙江大学 2007
[10]中储式磨煤机制粉系统控制算法研究[D]. 温玄.哈尔滨理工大学 2006



本文编号：3697257