马蹄焰玻璃窑炉自动控制系统设计及优化燃烧控制策略研究

发布时间:2018-01-09 07:10

  本文关键词:马蹄焰玻璃窑炉自动控制系统设计及优化燃烧控制策略研究 出处:《青岛科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:玻璃窑炉是玻璃生产过程中重要的生产设备,同时也是一个具有非线性、时滞性、不确定性等特征的多输入多输出复杂系统。对于我国玻璃制造业来说,提高生产过程燃烧效率、降低能耗是首要解决的问题。为此提高玻璃窑炉控制水平,优化控制方案已成为当今玻璃窑炉生产行业重要的研究方向。本文是以辽宁省沈阳市某玻璃厂玻璃窑炉控制系统工程改造项目为课题研究背景。该厂传统的生产过程是技术人员基于玻璃窑炉的窑温等工艺参数自动检测,通过数字调节器简单实现了窑温等单回路控制。这种简易的控制方案很难把玻璃窑炉稳定在最佳生产工艺条件下。为此厂家给我们提出了对玻璃窑炉全面实现自动控制的要求。本文主要研究内容是:⑴针对常规控制方案未能解决换向冒黑烟问题,提出了采用带有逻辑提量功能的双交叉限幅控制方案,有效防止在炉温调节时发生冒黑烟的现象。⑵由于氧化锆传感器具有价格高、使用寿命短等缺点,提出了一种基于BP神经网络的烟道气氧含量软测量方法。通过仿真实验,将估测得到的氧含量与实测氧含量值进行比较,误差可控制在±1%之内,能够较好的实现氧含量的估测。⑶由于重油油质的多变性,定比值调节难以实现重油、二次风流量的最佳配比。为此,提出了一种以烟道气氧含量为控制指标的风油比自寻优模糊控制方案,合理调节风油比的比值系数,完成窑炉燃烧系统的优化控制。⑷我们根据厂家实际生产的需求,设计一套完整的玻璃窑炉控制系统,以西门子公司开发的S7-300PLC为核心完成各部分控制系统开发,用该公司开发的WinCC V7.0组态软件完成了上位机控制画面的设计,并实现了基于工业以太网的玻璃窑炉监控系统与现场PLC控制站之间的通信网络设计。
[Abstract]:Glass kiln is an important production equipment in the process of glass production. It is also a multi-input multi-output complex system with the characteristics of nonlinear, time-delay and uncertainty. To improve combustion efficiency and reduce energy consumption in production process is the first problem to be solved. Therefore, the control level of glass kiln is improved. Optimization control scheme has become an important research direction in glass kiln production industry. This paper takes the project of glass kiln control system reconstruction in a glass factory in Shenyang, Liaoning province as the research background. The traditional production of this factory. The process is based on the process parameters of glass kiln kiln temperature automatic detection. The single loop control of kiln temperature is simply realized by digital regulator. It is difficult for this simple control scheme to stabilize glass kiln under the best conditions of production technology. Therefore, the manufacturer puts forward a comprehensive self-realization of glass kiln. The main contents of this paper are as follows:. 1. The conventional control scheme can not solve the problem of reversing black smoke. A double cross limiting control scheme with logic raising function is proposed to prevent black smoke effectively during furnace temperature adjustment because of the disadvantages of high price and short service life of zirconia sensor. A soft measurement method of flue gas oxygen content based on BP neural network is proposed. Through simulation experiments, the estimated oxygen content is compared with the measured oxygen content value, and the error can be controlled within 卤1%. Because of the variability of heavy oil quality, it is difficult to adjust the ratio of heavy oil and the best ratio of secondary air flow. A self-optimizing fuzzy control scheme of air-oil ratio is proposed, which takes the oxygen content of flue gas as the control index, and the ratio coefficient of air-oil ratio is adjusted reasonably. We design a complete glass kiln control system according to the actual production requirements of the manufacturer. Taking S7-300 PLC developed by Siemens as the core, the control system of each part is developed, and the control screen of upper computer is designed with WinCC V7.0 configuration software developed by the company. The communication network design between the glass kiln monitoring system and the field PLC control station based on industrial Ethernet is realized.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ171.623;TP273

【参考文献】

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本文编号:1400452

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