烧结矿还原性能检测与控制系统的研发

发布时间：2021-11-12 07:31

　　本文以某钢铁烧结厂实验室铁矿石烧结和还原过程为研究对象,设计了一套分布式烧结矿还原性能检测控制系统,该系统能完成烧结炉烧结过程和还原炉测试过程的数据采集、温度控制和数据分析等工作,降低了工作人员操作难度,提高了还原炉温度控制精度和烧结生产自动化程度,保证了烧结质量。通过对烧结矿制备工艺和还原测定原理的分析,采用了上位机和下位机两级控制相结合的系统。系统上位机采用工业控制计算机,实现系统程序的运行、烧结和还原过程画面的显示、数据库的管理以及对PLC的监控等功能；下位机采用西门子S7-200PLC,完成烧结和还原过程相关参数的显示和测量、采用VC++与上位机的通信和还原炉温度控制系统检测控制。针对还原炉温度三段式加热特点,提出了炉况不稳定时采用模糊PID控制算法,炉况稳定时采用遗传PID控制算法的策略。理论仿真分析和现场实际应用表明,还原炉炉温控制系统采用这种算法不仅动态性能好,而且提高了控温精度（温度误差在±5℃以内）,获得了满意的控制效果。控制系统现场调试运行结果表明,该系统设计合理、性能优越、功能完善,降低了人工劳动强度和节省了能源,具有较高的实际应用价值。 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 烧结矿还原性能检测
        1.2.2 工业生产过程的监控系统的研究
        1.2.3 温度优化控制的研究
    1.3 课题研究内容
    1.4 本章小结
第二章 烧结矿的制备与还原性测试过程
    2.1 烧结矿制备
        2.1.1 工业生产制备
        2.1.2 实验室生产制备
    2.2 烧结矿还原性能测定
    2.3 本章小结
第三章 性能检测控制系统硬件设计
    3.1 系统控制目标与需求分析
        3.1.1 烧结炉控制需求分析
        3.1.2 还原炉控制需求分析
    3.2 系统硬件构架
        3.2.1 硬件设备配置
        3.2.2 PLC概述
        3.2.3 PLC输入输出接口电路
        3.2.4 PLC设计
        3.2.5 PLC外围接线图
    3.3 本章小结
第四章 还原炉炉温控制策略与仿真分析
    4.1 PID控制原理
    4.2 模糊控制
        4.2.1 模糊控制原理
        4.2.2 模糊控制器
    4.3 模糊PID控制原理
    4.4 遗传算法原理
    4.5 还原炉炉温控制器设计
        4.5.1 模糊PID控制器设计
        4.5.2 遗传PID控制器设计
    4.6 炉温仿真实验与控制策略
    4.7 本章小结
第五章 系统软件设计和实现
    5.1 监控软件需求分析
    5.2 系统软件构架
        5.2.1 系统下位机PLC软件设计
        5.2.2 系统上位机软件设计
    5.3 系统调试运行
        5.3.1 PLC模块设备调试
        5.3.2 参数测量设备调试
        5.3.3 软件模块调试
        5.3.4 系统控温效果调试
        5.3.5 烧结矿还原性试验结果比较
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录 (攻读学位期间的研究成果)


【参考文献】：
期刊论文
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[4]基于模糊算法的自调整温度控制系统[J]. 赵阳,曲兴华,李睿.  天津大学学报. 2011(01)
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[6]基于模糊控制的锚链调质炉炉温DCS系统设计[J]. 刘洪涛.  电工技术. 2010(04)
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本文编号：3490450