水泥生料配料过程优化控制系统的设计及开发

发布时间：2017-04-29 16:10

  本文关键词：水泥生料配料过程优化控制系统的设计及开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水泥生料配料过程是水泥生产中的重要工序。其目的是将各种原料按照一定的比例混合制成水泥生料成品,生料中各种化学元素含量指标决定了水泥产品质量。水泥生料配料过程中存在着变量多、滞后性、非线性等特点,采用常规的配料方法会导致生料成品质量不稳定。根据配料过程的特点,本文对水泥配料过程进行了深入的研究,研究的内容包括优化控制方法、控制系统、半实物仿真平台等,具体研究内容如下:(1)水泥生料配料过程优化控制方法由优化设定层和底层回路控制层两个部分组成。优化设定层包括优化计算模型和调整模型。其主要作用是通过序列二次规划法进行优化计算,得出各原料流量的设定值。底层回路控制层采用PID控制方法,其目的是使实际流量达到设定值。(2)采用S7-400 PLC设计开发了水泥生料过程优化控制系统,包括硬件设计和软件开发。(3)通过将S7-400 PLC、Matlab软件、WinCC监控软件、VB编程软件通过不同的通信方式集成,设计开发出半实物仿真平台,在该平台中具有优化计算、模型建立、实时监控、以及模拟仿真等功能作用,通过半实物仿真平台对整个水泥生料配料过程的研究,既提高了工作效率和经济性,也弥补了传统仿真的缺陷和现场试验不足。研究结果表明,通过运用序列二次规划法对水泥配料过程进行优化计算,提高了水泥生料配比的准确度和质量,同时将西门子控制器与仿真软件结合起来使用,克服了传统仿真的缺陷,又使实验结果更加接近真实结果。
【关键词】：水泥生料配料 优化算法 控制系统 半实物仿真 实时监控
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.6;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 配料过程在国内外发展现状10-11
• 1.3 元素分析仪技术11-13
• 1.4 配料控制过程系统仿真技术的研究13-14
• 1.5 本文的研究工作及结构14-16
• 2 水泥生料配料过程工艺描述16-21
• 2.1 水泥生料配料的工艺原理16-17
• 2.2 水泥生料成品颗粒的粒度17-18
• 2.3 水泥生料的质量指标18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 水泥生料配料过程的优化方法21-31
• 3.1 引言21
• 3.2 配料过程的优化控制结构21
• 3.3 优化设定层21-27
• 3.3.1 优化设定层的作用21-22
• 3.3.2 优化模型及方法22-27
• 3.3.3 调整模块27
• 3.4 底层回路控制层27-30
• 3.5 本章小结30-31
• 4 优化控制系统的设计31-46
• 4.1 引言31
• 4.2 优化控制系统的整体结构31-32
• 4.3 优化控制系统的整体设计32-34
• 4.4 优化控制系统的硬件构成34-40
• 4.4.1 SIMATIC S7-400控制器34-35
• 4.4.2 SIMATIC通信网络35-38
• 4.4.3 S7-400 PLC硬件模块的选择38-40
• 4.5 优化控制系统的软件设计40-45
• 4.5.1 优化控制系统的硬件组态40-41
• 4.5.2 优化控制系统程序设计41-45
• 4.5.3 优化控制系统监控画面设计45
• 4.6 本章小结45-46
• 5 半实验仿真平台的设计46-76
• 5.1 引言46
• 5.2 半实物实验仿真平台结构组成46-47
• 5.3 半实物实验仿真平台中运用的通讯技术47-49
• 5.3.1 OPC通讯技术47-49
• 5.3.2 ActiveX技术49
• 5.4 优化设定计算机49-54
• 5.4.1 优化设定界面与MATLAB软件之间的通信50-51
• 5.4.2 优化计算软件MATLAB与WinCC的通信51-52
• 5.4.3 优化设定界面52-53
• 5.4.4 优化计算53-54
• 5.5 控制计算机54-55
• 5.6 模型计算机55-63
• 5.6.1 电机模型的建立55-56
• 5.6.2 监控计算机和MATLAB的通信56-63
• 5.7 监控计算机63-70
• 5.7.1 WinCC与SIMATIC S7 PLC的通信63-65
• 5.7.2 登录画面65-66
• 5.7.3 主页面窗口66-67
• 5.7.4 磨机系统画面67-68
• 5.7.5 设备状态画面68
• 5.7.6 各仓液位状态画面68-69
• 5.7.7 报警窗口画面69-70
• 5.8 仿真平台运行结果70-75
• 5.9 本章小结75-76
• 6 结论76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80

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5 白崇功;;水泥生料配料的电算方法[J];南京工业大学学报(自然科学版);1984年02期

6 刘尚文,王继祥,王洪利,王辉;粉煤灰代替粘土配制水泥生料[J];中国建材;2001年05期

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1 ;编者的话[A];水泥生料质量控制应用技术研讨会交流会论文集[C];2006年

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4 ;2008年山东省水泥企业水泥生料(X荧光分析法)比对试验结果报告[A];第二届水泥X射线应用技术（培训）交流大会论文集[C];2009年

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10 王建民;许荣康;江清如;;应用中子活化分析仪促进水泥生料生产工艺与控制技术的革新[A];2006中国科协年会“循环经济与建材产业发展”论文集[C];2006年

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1 刘志勇;水泥生料配料过程优化控制系统的设计及开发[D];辽宁工业大学;2016年

2 迟碧川;水泥生料碳酸盐分解机制研究及反应条件优化[D];北京工业大学;2012年

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本文编号：335200