基于炼钢—连铸仿真平台的流程控制与生产调度研究

发布时间：2022-02-19 03:08

　　本课题为“985工程”炼钢-精炼-连铸流程的控制系统集成与流程综合优化实验研究平台中的子课题。实验平台采用虚拟现实仿真计算机系统与实物模拟系统相结合的仿真实验环境,以现场数据为驱动,通过网络通讯与仿真操控和虚拟场景形成交互信息,实现了生产过程的实际操控仿真。本实验平台是连接理论研究与钢铁生产实际应用所必须的中间环节,可以模拟炼钢-连铸生产环节,为实现炼钢-连铸全流程优化控制与调度提供研究基础。本论文主要包括以下研究内容：完成炼钢-连铸实验平台中物理装置的控制系统及其与虚拟现实系统的交互。在物理模型的控制系统中,采用西门子S7₄00 PLC作为控制器,上位机装有WINCC组态软件,组建炼钢-精炼-连铸整个生产流程的网络控制系统,建立监控系统等。采用工业以太网技术实现各个控制PLC与上位机之间的互联互通；利用Socket通信接口和OPC通信接口,实现虚拟现实与控制PLC的通讯,保证虚拟现实中的虚拟场景与物理模型装置的同步动作等。基于炼钢-连铸实验仿真平台,将实验平台的炼钢-连铸生产调度问题抽象为3阶段的混合流水车间调度问题,建立炼钢-连铸生产调度的0-1混合整数规划模... 

【文章来源】：东北大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 炼钢-连铸生产工艺流程
    1.3 炼钢-连铸生产调度仿真研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 炼钢-连铸生产计划可视化技术
        1.4.1 可视化技术的概念
        1.4.2 炼钢-连铸调度系统的可视化
    1.5 课题主要研究内容
第2章 基于虚拟现实的炼钢-连铸仿真平台控制系统设计
    2.1 炼钢-精炼-连铸综合实验研究平台的整体结构
    2.2 炼钢—连铸实验平台的监控系统
        2.2.1 炼钢—连铸流程控制系统网络架构
        2.2.2 监控系统软硬件设计
    2.3 虚拟现实与PLC控制系统的通讯
        2.3.1 基于Socket的TCP/IP通讯
        2.3.2 OPC通讯
        2.3.3 基于VS的通讯协议转换平台
    2.4 本章小结
第3章 基于炼钢-连铸仿真平台的调度模型与优化算法
    3.1 炼钢-连铸生产调度综述
    3.2 炼钢-连铸调度问题的基本规则和步骤
    3.3 炼钢-连铸调度问题描述
    3.4 基于炼钢-连铸实验平台的调度模型
        3.4.1 炼钢-连铸生产调度问题假设条件及参数设定
        3.4.2 炼钢-连铸生产调度问题目标函数及约束条件
    3.5 遗传算法概述
    3.6 遗传算法的基本思想及操作流程
        3.6.1 遗传算法的基本思想及特点
        3.6.2 遗传算法的操作流程
    3.7 炼钢-连铸生产调度遗传算法应用
        3.7.1 染色体编码
        3.7.2 适应度函数
        3.7.3 生成初始种群
        3.7.4 遗传操作
        3.7.5 算法终止条件
    3.8 算法参数设计
    3.9 仿真实验
    3.10 本章小结
第4章 炼钢-连铸调度计划的可视化与动态调度
    4.1 甘特图技术
    4.2 甘特图的功能的设计与实现
        4.2.1 甘特图功能设计
        4.2.2 甘特图功能的实现
    4.3 基于甘特图的人机交互和动态调整
        4.3.1 炼钢-连铸调度计划的可行性检查
        4.3.2 基于人机交互的调度计划动态调整
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]KEPServer在PLC和VB.NET通讯中的应用[J]. 刘敏.  大众科技. 2012(07)
[2]基于人机交互的炼钢连铸动态调度[J]. 王超,李铁克,张文学.  计算机应用研究. 2011(04)
[3]求解炼钢连铸生产调度问题的改进算法[J]. 苏志雄,李铁克,王伟玲.  计算机工程与应用. 2011(05)
[4]基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统[J]. 俞胜平,陈文明,庞新富,柴天佑,郑秉霖.  系统仿真学报. 2009(16)
[5]炼钢生产调度甘特图自动协调算法的应用[J]. 罗柏程,谭汉松.  科技广场. 2008(10)
[6]钢厂炼钢连铸生产调度及重计划方法[J]. 郑忠,朱道飞,高小强.  重庆大学学报. 2008(07)
[7]连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢-连铸生产调度模型与算法[J]. 李铁克,周健,孙林.  系统工程理论与实践. 2006(06)
[8]一种启发式车间作业调度算法的研究与应用[J]. 郝文育,李亚白,王宁生.  机械科学与技术. 2005(07)
[9]人机交互调整炼钢连铸调度计划[J]. 苏冬平,陈文明,罗首章,陈军鹏,周仁义,郝冠华,郑秉霖.  冶金自动化. 2005(03)
[10]基于C/S与B/S模式的纵向综合结构管理系统的实现[J]. 刘雪洁,刘衍珩,王鼎.  吉林大学学报(工学版). 2004(01)

硕士论文
[1]遗传算法的改进及在调度优化中的应用研究[D]. 陈鹏.中国地质大学 2011
[2]基于改进遗传算法的应用研究[D]. 曹道友.安徽大学 2010
[3]炼钢—精炼—连铸生产调度与过程监控系统[D]. 王叔明.东北大学 2009
[4]炼钢连铸调度系统软件平台的设计与开发[D]. 张倩.东北大学 2009
[5]炼钢连铸热轧生产调度系统的实现[D]. 卓秋明.太原科技大学 2008
[6]基于改进遗传算法的车间调度问题研究与应用[D]. 陈振同.大连理工大学 2007
[7]遗传算法的研究与应用[D]. 田延硕.电子科技大学 2004



本文编号：3632090