矿渣微粉立磨智能控制系统的研究

发布时间：2021-02-25 04:10

　　矿渣微粉在水泥行业普遍作为混合材料使用,是变废为宝的环保产品。立磨以其独特的优势取代球磨作为矿渣粉磨生产过程的重要设备,集细碎、粉磨、提升、烘干、选粉等一系列工序于一体。影响其稳定运行的因素主要有矿渣喂料量、料层厚度、磨机振动、磨内进出风口压差等。同时立磨系统也是一个耦合性强、多变量、时变、非线性和难以建模的工业生产系统。传统的基础自动化控制很难达到较好的控制效果。为确保矿渣微粉生产稳定,提高立磨粉磨效率,研究其优化控制已成为重要课题。首先,设计的总体控制方案以实际矿渣微粉生产线为研究对象,依据专家系统建立了料层设定专家规则库,在线设定立磨料层厚度;根据立磨料层变化快、受多种因素影响的特点,为确保矿渣喂料量能根据料层变化准确快速地作出调整,设计了基于改进遗传算法优化的模糊PID控制器。同时通过调节入磨冷风阀开度作为辅助控制手段来稳定磨机进出风口压差。通过实验仿真发现以改进遗传算法优化的模糊PID控制器具有更小的超调量和更快的响应速度。最后,结合实际矿渣粉磨工艺控制要求,利用OPC技术将仿真验证后的优化控制算法嵌入到现场DCS控制系统中,并根据工程需要加入了控制量的限幅和阀值控制。试验运... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 粉磨设备的发展现状
        1.2.1 粉磨设备发展过程
        1.2.2 国内立磨发展现状
    1.3 矿渣微粉生产过程自动化控制现状
    1.4 本文主要研究的内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 本文的主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 矿渣粉磨生产工艺研究
    2.1 立磨设备组成及其粉磨机理
    2.2 矿渣粉磨系统的设备构成及其工艺流程
        2.2.1 矿渣粉磨系统的设备构成
        2.2.2 矿渣粉磨系统的工艺流程
    2.3 立磨运行工况分析
    2.4 矿渣粉磨系统控制要求
        2.4.1 矿渣粉磨生产线基础自动化控制要求
        2.4.2 矿渣微粉立磨的控制要求
        2.4.3 矿渣粉磨系统控制难点分析
    2.5 本章小结
第三章 矿渣粉磨系统控制算法研究与控制器设计
    3.1 矿渣粉磨控制方案
        3.1.1 磨机稳态工况分析
        3.1.2 立磨控制方式选择
        3.1.3 立磨系统总体控制方案
    3.2 磨机工况的参数选择与识别
    3.3 料层设定模块
        3.3.1 专家系统概述
        3.3.2 磨机主要运行参数对立磨料层影响的分析
        3.3.3 立磨料层设定专家规则的建立
    3.4 系统近似模型的辨识
        3.4.1 系统模型定阶
        3.4.2 系统模型辨识
    3.5 立磨料层控制模块
        3.5.1 PID控制算法
        3.5.2 PID控制器的参数整定及其仿真
        3.5.3 模糊控制理论简介
        3.5.4 模糊控制器的组成
        3.5.5 立磨料层模糊PID控制器设计
    3.6 模糊PID控制算法的仿真
    3.7 磨内压差控制模块
    3.8 本章小结
第四章 立磨料层优化控制算法的研究与仿真分析
    4.1 遗传算法概述
        4.1.1 模式定理
        4.1.2 遗传算法的欺骗问题研究
    4.2 遗传算法的改进
        4.2.1 编码方法
        4.2.2 解码算法
        4.2.3 种群精简算法
        4.2.4 选择算法
    4.3 基于遗传算法的模糊PID分析
    4.4 遗传算法优化的具体实现
    4.5 遗传模糊PID控制算法的仿真研究
        4.5.1 仿真结果分析
    4.6 本章小结
第五章 矿渣微粉立磨智能控制系统的工程测试
    5.1 DCS控制系统概述
    5.2 矿渣微粉生产控制系统结构
        5.2.1 DCS控制系统硬件组成
        5.2.2 DCS控制系统监控画面
    5.3 智能控制在DCS控制系统中的测试
        5.3.1 OPC接口
        5.3.2 智能控制器测试出现的问题
        5.3.3 智能控制器测试的效果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录A 插图清单
附录B 附表清单
在校研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]矿渣粉磨生产工艺智能调控系统研究与应用[J]. 李客,万安平.  科学技术与工程. 2020(11)



本文编号：3050420