基于Smith预估的炉温监控系统设计
发布时间：2021-10-23 23:21
随着我国工业窑炉的快速发展,窑炉在追求质产和量产的需求上也逐步扩增,但工业窑炉属于极为复杂的控制对象,系统控制不当、窑内受热不均或者是受外界的干扰都会影响整个加工过程,以致产品报废率增加,针对这种情况,采用智能的控制算法与合理的控制系统势在必行,同时利用Web技术将窑炉的热工参数实时传送至网页监控终端,实现扁平化智能分布式控制系统。采用智能控制算法取决于窑炉的结构特性,通过对窑炉内部的结构构建系统模型,利用热力学分析并推导出该加热系统的数学模型;对于系统因热惯性而引起的时滞特性的控制对象,采用传统的控制算法并不能满足要求,为提高控制系统的自适应性与预测性,本文提出的智能控制算法对控制对象与传统控制算法进行仿真比对,结果表明改进的智能算法更具优势。本文结合优化后的控制算法,对窑炉生产过程系统进行了深入研究,设计出一套软硬结合的控制板,硬件系统主要集成了电源模块、温度采集模块、控制输出模块、人机界面模块等四个模块于一体;软件部分主要移植了实时操作系统μC/OS-Ⅱ,该操作系统中创建了系统通信、人机界面控制、控制算法、温度测量以及开始等四个任务,并对这些任务设置优先级,使这些任务有条不紊的运...
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水泥回转窑生产流程图
图 2-3 陶瓷窑炉生产过程一般工业陶瓷窑炉的现场工作结构如图 2-4 所示，属于大型隧道窑加热系统，窑体由窑顶、窑墙和煅烧坯体的匣体组成，窑顶和窑墙采用绝热性较好的材料筑成，以防热量的大量流失，匣体的主要作用是传热和进行坯体物化反应的场地。其中通风设备主要作用是使窑内气体按照一定的方向流动，供给空气、排除烟气、抽出热空气等，并使窑内温度、气氛及压力制度维持在一定的浓度。燃烧设备包括燃烧室和烧嘴，作为传递热量的介质。这里为保证燃料的充分燃烧和杜绝环境污染，采用天然气作为能源，通过燃料燃烧的产物将热量传递给坯体，使其烧制成产品。
图 2-3 陶瓷窑炉生产过程一般工业陶瓷窑炉的现场工作结构如图 2-4 所示，属于大型隧道窑加热系统，窑体由窑顶、窑墙和煅烧坯体的匣体组成，窑顶和窑墙采用绝热性较好的材料筑成，以防热量的大量流失，匣体的主要作用是传热和进行坯体物化反应的场地。其中通风设备主要作用是使窑内气体按照一定的方向流动，供给空气、排除烟气、抽出热空气等，并使窑内温度、气氛及压力制度维持在一定的浓度。燃烧设备包括燃烧室和烧嘴，作为传递热量的介质。这里为保证燃料的充分燃烧和杜绝环境污染，采用天然气作为能源，通过燃料燃烧的产物将热量传递给坯体，使其烧制成产品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Web的分布式窑炉温控器设计[J]. 王利恒,易金平,王志航. 自动化与仪表. 2018(07)
[2]基于μC/OS-Ⅱ系统的高可靠性启动引导程序设计[J]. 宋志坚,耿进龙,宋兴儒,刘畅,潘雷. 电子世界. 2017(19)
[3]基于Matlab的模糊PID控制系统设计及仿真[J]. 窦艳艳,钱蕾,冯金龙. 电子科技. 2015(02)
[4]大型压力容器热处理炉有效加热区评定[J]. 赵滨江,刘文博,刘俊伟,顾晓明. 金属加工(热加工). 2014(21)
[5]Smith预估算法在计算机控制系统中的应用[J]. 廖卫中,郝莹,李庚. 实验室科学. 2014(01)
[6]STM32F103VET6和ENC28J60的嵌入式以太网接口设计[J]. 张庆辉,马延立. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(09)
[7]基于智能控制的PID控制方式的研究[J]. 刘莉宏. 北京工业职业技术学院学报. 2012(02)
[8]砖瓦隧道窑监控系统的设计与实现[J]. 宋绍剑,佘乾仲,黄清宝,曹德光. 砖瓦. 2011(02)
[9]基于ARM的嵌入式以太网通讯的实现[J]. 魏春娟,郑喜凤,丁铁夫. 微电子学与计算机. 2008(08)
[10]隧道窑气体燃料燃烧数值模拟的研究[J]. 刘光霞,王世峰,辛旭亮. 硅酸盐通报. 2008(03)
硕士论文
[1]基于Smith预估器的模糊PID温度控制算法研究[D]. 张连会.哈尔滨工业大学 2012
[2]以太网分布式数据采集系统的实现[D]. 刘岩.河北科技大学 2011
[3]工业以太网技术研究及其在数据采集系统中的应用[D]. 黄文博.华东师范大学 2009
[4]窑炉生产过程智能监控系统[D]. 杨婕.武汉理工大学 2006
[5]基于Smith预估器的模糊PID控制方法研究[D]. 崔颖.大连理工大学 2006
本文编号：3454115
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水泥回转窑生产流程图
图 2-3 陶瓷窑炉生产过程一般工业陶瓷窑炉的现场工作结构如图 2-4 所示，属于大型隧道窑加热系统，窑体由窑顶、窑墙和煅烧坯体的匣体组成，窑顶和窑墙采用绝热性较好的材料筑成，以防热量的大量流失，匣体的主要作用是传热和进行坯体物化反应的场地。其中通风设备主要作用是使窑内气体按照一定的方向流动，供给空气、排除烟气、抽出热空气等，并使窑内温度、气氛及压力制度维持在一定的浓度。燃烧设备包括燃烧室和烧嘴，作为传递热量的介质。这里为保证燃料的充分燃烧和杜绝环境污染，采用天然气作为能源，通过燃料燃烧的产物将热量传递给坯体，使其烧制成产品。
图 2-3 陶瓷窑炉生产过程一般工业陶瓷窑炉的现场工作结构如图 2-4 所示，属于大型隧道窑加热系统，窑体由窑顶、窑墙和煅烧坯体的匣体组成，窑顶和窑墙采用绝热性较好的材料筑成，以防热量的大量流失，匣体的主要作用是传热和进行坯体物化反应的场地。其中通风设备主要作用是使窑内气体按照一定的方向流动，供给空气、排除烟气、抽出热空气等，并使窑内温度、气氛及压力制度维持在一定的浓度。燃烧设备包括燃烧室和烧嘴，作为传递热量的介质。这里为保证燃料的充分燃烧和杜绝环境污染，采用天然气作为能源，通过燃料燃烧的产物将热量传递给坯体，使其烧制成产品。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Web的分布式窑炉温控器设计[J]. 王利恒,易金平,王志航. 自动化与仪表. 2018(07)
[2]基于μC/OS-Ⅱ系统的高可靠性启动引导程序设计[J]. 宋志坚,耿进龙,宋兴儒,刘畅,潘雷. 电子世界. 2017(19)
[3]基于Matlab的模糊PID控制系统设计及仿真[J]. 窦艳艳,钱蕾,冯金龙. 电子科技. 2015(02)
[4]大型压力容器热处理炉有效加热区评定[J]. 赵滨江,刘文博,刘俊伟,顾晓明. 金属加工(热加工). 2014(21)
[5]Smith预估算法在计算机控制系统中的应用[J]. 廖卫中,郝莹,李庚. 实验室科学. 2014(01)
[6]STM32F103VET6和ENC28J60的嵌入式以太网接口设计[J]. 张庆辉,马延立. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(09)
[7]基于智能控制的PID控制方式的研究[J]. 刘莉宏. 北京工业职业技术学院学报. 2012(02)
[8]砖瓦隧道窑监控系统的设计与实现[J]. 宋绍剑,佘乾仲,黄清宝,曹德光. 砖瓦. 2011(02)
[9]基于ARM的嵌入式以太网通讯的实现[J]. 魏春娟,郑喜凤,丁铁夫. 微电子学与计算机. 2008(08)
[10]隧道窑气体燃料燃烧数值模拟的研究[J]. 刘光霞,王世峰,辛旭亮. 硅酸盐通报. 2008(03)
硕士论文
[1]基于Smith预估器的模糊PID温度控制算法研究[D]. 张连会.哈尔滨工业大学 2012
[2]以太网分布式数据采集系统的实现[D]. 刘岩.河北科技大学 2011
[3]工业以太网技术研究及其在数据采集系统中的应用[D]. 黄文博.华东师范大学 2009
[4]窑炉生产过程智能监控系统[D]. 杨婕.武汉理工大学 2006
[5]基于Smith预估器的模糊PID控制方法研究[D]. 崔颖.大连理工大学 2006
本文编号：3454115
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