基于SIMATIC平台水泥厂粉磨控制系统的设计

发布时间：2017-10-02 00:01

  本文关键词：基于SIMATIC平台水泥厂粉磨控制系统的设计

  更多相关文章： SIMTIC S7-300PLC 监控系统 水泥粉磨生产 均值滤波 惯性滤波 负荷平衡

【摘要】：近几年国民经济增速加快,水泥用量在建筑、国防、水利等行业中越来越大,而产品质量和生产成本是整个生产过程中尤为重要的两个指标。本文结合水泥粉磨生产线的工艺特点,在现有的生产线控制系统较低自动化程度的现状下,基于西门子SIMATIC全集成自动化控制平台设计了水泥厂粉磨控制系统。论文在介绍水泥粉磨生产工艺基础上,对粉磨生产线控制系统的现状进行简单剖析,提出在原料配料仓的料位控制、磨机的负荷平衡、出磨提升机电流及选粉机转速的协调控制方面仍然存在可以提升的技术空间,基于这样的出发点,通过以西门子SIMATIC平台的PLC作为控制核心,设计了控制系统的硬件结构和总体方案,原理图设计、柜体集成设计、低W'回路硬件设计等各方面综合考虑,力争使系统的硬件结构和网络组态设计趋于合理。控制系统的工程应用阶段,对水泥生产线的恶劣环境下过程物理量的采样数据进行了分析,发现噪声原始数据几乎无法应用于工业控制或监控,为了实现数据的滤波处理,设计了中值滤波算法和惯性加均值滤波算法两种数据处理方案,通过对这两种数据处理方法的算法程序实现、数据处理效果对比证明了不同的噪声干扰下不能采用单一的滤波方法,需要对噪声的频率和噪声幅值分别对待,采取多样化的滤波方案才能较完美的实现数据的低失真率滤波。在系统控制方面,主要实现了磨机负荷与成品粒度的耦合系统平衡控制。最后,设计了HMI人机界面,首先介绍了监控系统的规划布局,以几个典型的画面为主介绍了画面的功能。
【关键词】：SIMTIC S7-300PLC 监控系统 水泥粉磨生产 均值滤波 惯性滤波 负荷平衡
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.63;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 选题的背景和意义8-9
• 1.2 水泥粉磨生产工艺的发展9
• 1.3 课题的研究现状9-11
• 1.3.1 主要工艺流程种类9-10
• 1.3.2 国内研究现状10-11
• 1.4 课题的主要内容与预期目标11-13
• 第2章 水泥粉磨生产线及其控制系统概述13-20
• 2.1 生产线工艺概述13-14
• 2.2 控制系统的的要求及关键变量的控制14-17
• 2.2.0 出料阀给定与称重仓料位的控制15-16
• 2.2.1 出磨提升机电流与选粉机转速的协调控制16
• 2.2.2 粉磨的负荷平衡及粒度控制16-17
• 2.3 粉磨系统的工况分析17-18
• 2.4 控制系统的设计的难点问题18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 控制系统的硬件方案设计20-30
• 3.1 控制方案设计20-25
• 3.1.1 控制系统的结构21-23
• 3.1.2 系统的硬件配置23-25
• 3.2 原理图的设计25-28
• 3.2.1 控制器外围接线图设计25-26
• 3.2.2 控制系统低压控制回路设计26
• 3.2.3 柜体集成设计26-28
• 3.3 硬件的组态和网络配置28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第4章 过程数据的处理及关键工艺功能的实现30-56
• 4.1 基于PLC的模拟量采样30-35
• 4.1.1 模拟量采样原理30-31
• 4.1.2 模拟量输入的重复性精度31-32
• 4.1.3 模拟量输入的数据转化32-34
• 4.1.4 恶劣环境下采样的原始数据34-35
• 4.2 过程数据的滤波处理35-42
• 4.2.1 中值滤波处理方案35-39
• 4.2.2 惯性滤波加均值滤波处理方案39-41
• 4.2.3 递推平均式滤波处理方案41-42
• 4.3 料位控制的实现42-45
• 4.3.1 料位的检测42-43
• 4.3.2 料位控制结构和流程43-44
• 4.3.3 料位控制的运行效果44-45
• 4.4 磨机的负荷平衡闭环控制45-51
• 4.4.1 PID控制及其控制算法47-48
• 4.4.2 控制器的仿真48-50
• 4.4.3 控制器的PLC实现50-51
• 4.5 磨机负荷与成品粒度的耦合系统平衡控制51-55
• 4.5.1 磨机负荷与成品粒度之间的耦合关系52
• 4.5.2 传统人工解耦控制方法及缺点52-53
• 4.5.3 在线粒度的测量及监控53-54
• 4.5.4 自动解耦控制器设计54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第5章 HMI人机监控界面的设计56-62
• 5.1 HMI总体结构规划和设计56
• 5.2 HMI画面的设计56-61
• 5.2.1 配料画面56-57
• 5.2.2 水泥磨系统画面57-58
• 5.2.3 水泥储存与包装画面58-59
• 5.2.4 辅助画面59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 赵建春;刘力源;;基于MATLAB中值滤波算法的优化与实现[J];舰船电子工程;2014年04期

2 王新春;王莎莎;王琦;;世界水泥发展概况[J];中国水泥;2014年02期

3 周平;柴天佑;;磨矿过程磨机负荷的智能监测与控制[J];控制理论与应用;2008年06期

4 黄春岑;于向军;吕震中;;基于灰色预测PID球磨机负荷控制[J];自动化仪表;2007年03期

，

本文编号：956375