煤粉制备自动控制系统的设计与研究

发布时间：2017-06-20 20:04

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【摘要】：随着人们环保意识的提高,保护环境已经成为了人类的共识,提高对一次能源的利用率可以显著减少我们对环境造成的污染。在煤炭利用领域,用煤粉代替原煤作为锅炉的燃料,可以有效提高煤炭的利用率,具有巨大的经济和环境效益。用煤粉锅炉代替原煤锅炉已经成为趋势,但是给每一个煤粉锅炉配备一套煤粉制备系统的代价太大,显然是不现实的。在这种形势下,专门生产煤粉的清洁能源公司也会越来越多,所以研究并开发一套基于立磨的煤粉制备控制系统具有重要的意义。本文针对兰州圆丰清洁能源公司的煤粉制备项目进行了工艺流程的分析,明确了影响煤粉制备系统运行的要素和对控制系统的要求。在此基础上完成了煤粉制备控制系统的总体方案设计、控制系统硬件设计、控制程序设计及组态设计、基于模糊PID对控制系统进行优化和运行调试。本煤粉制备系统与火力发电站通常采用的直吹式煤粉制备系统具有很大不同,本煤粉制备系统采用的是负压形式,并且原煤进入立磨前已经进行了烘干处理,不需要热风进入立磨进行烘干。因此在给煤量确定时通过对磨机压差与主风机的转速之间进行模糊PID控制,达到了优化控制的目的。本煤粉制备系统以计算机作为上位机,PLC作为下位机的结构形式。其中上位机监控组态软件采用的是Win CC,下位机采用的是西门子S7-300系列PLC,并用STEP7编程软件进行了控制程序的编制,完成了磨粉控制系统的设计。根据现场工人的反馈,本煤粉制备控制系统运行稳定可靠、监控操作界面人性化,满足了客户的控制要求,本煤粉制备系统具有很大的研究意义和应用价值。
【关键词】：立式磨煤机 负压煤粉制备系统 PLC 模糊PID Win CC
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ536;TP273
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 课题的研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1PLC的应用现状和发展趋势15-16
• 1.2.2 立式磨的研究与应用现状16-17
• 1.2.3 立式磨控制算法的研究17-18
• 1.2.4 煤粉制备控制系统的设计与研究现状18-19
• 1.3 课题来源19
• 1.4 课题主要研究内容19-20
• 第2章 煤粉制备控制系统总体设计20-28
• 2.1 HRM1700M立式磨煤机概述20-23
• 2.1.1 立式磨煤机的工作原理20
• 2.1.2 立式磨煤机的主要参数20-21
• 2.1.3 立磨的结构组成21-23
• 2.2 煤粉制备工艺及生产流程23-25
• 2.2.1 原煤烘干工艺流程23-24
• 2.2.2 煤粉制备、储存及散装工艺流程24-25
• 2.3 煤粉制备系统控制要求25-26
• 2.4 煤粉制备系统总体方案确定26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 煤粉制备系统分析及控制算法研究28-44
• 3.1 煤粉制备过程分析28-30
• 3.1.1 煤粉制备运行原理28
• 3.1.2 影响煤粉制备系统运行的关键要素分析28-30
• 3.2 PID概述30-33
• 3.2.1PID控制器的结构及原理30-31
• 3.2.2 PID控制器参数对控制性能的影响31-32
• 3.2.3 数字PID控制算法32-33
• 3.2.4 立式磨系统带死区PID控制器设计33
• 3.3 磨机模糊自整定带死区的PID控制器设计33-43
• 3.3.1 模糊控制简介33-34
• 3.3.2 模糊控制器的基本组成34-35
• 3.3.3 模糊控制器的算法设计35-39
• 3.3.4 磨机模糊自整定带死区的PID控制器设计39-41
• 3.3.5 磨机模糊自整定PID控制在PLC中的实现41-42
• 3.3.6 磨机模糊自整定PID控制器仿真及实现42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 煤粉制备控制系统的硬件设计44-52
• 4.1 上位机硬件选择44
• 4.2 下位机的选型44-46
• 4.2.1 下位机的选型方法分析44
• 4.2.2 PLC系统分析44-45
• 4.2.3 PLC系统模块配置45-46
• 4.2.4 PLC I/O地址分配46
• 4.3 工业现场变送器的选择与应用46-48
• 4.4 工业现场低压电气控制48-51
• 4.4.1 电气控制系统的硬件组成48-49
• 4.4.2 变频器的选型49-50
• 4.4.3 硬件电路设计50
• 4.4.4 系统抗干扰设计50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 煤粉制备系统软件设计52-72
• 5.1 下位机软件概述与程序设计52-66
• 5.1.1 STEP7软件简介52-54
• 5.1.2 煤粉制备系统PLC的硬件组态54-56
• 5.1.3 煤粉制备控制系统的网络及通讯组态56
• 5.1.4 煤粉制备控制系统程序设计56-66
• 5.2 上位机监控软件开发66-71
• 5.2.1 SIMATIC Win CC组态软件的简介66
• 5.2.2 煤粉制备控制系统的Win CC组态设计66-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第6章 煤粉制备控制系统现场调试72-75
• 6.1 系统设备断电检查72
• 6.2 系统设备上电检测72-73
• 6.3 系统设备自动运行方式调试73
• 6.4 煤粉制备系统试生产73-74
• 6.5 煤粉制备系统运行情况74-75
• 结论与展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录82-83
• 附录B 煤粉制备系统电气主电路图（部分）83-84
• 附录C 煤粉制备系统控制原理图（部分）84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 牟，

本文编号：466712