窑炉生产过程智能监控系统

《窑炉生产过程智能监控系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、武汉理工大学硕士学位论文摘要窑炉在工业生产中有着广泛的应用，本文结合先进控制技术，对窑炉生产过程控制系统进行了较深入研究，设计了一套软硬件结合的工业窑炉生产过程智能监控系统。本文根据水泥回转窑的工艺流程和特点，在监控系统整体设计上采用IPC+PLC+Profibus．DP现场总线的方案，将系统分为现场执行层、中间控制层和系统管理监控层。现场执行层主要完成现场数据的采集，现场仪表和执行机构的控制功能。中间控制层为PLC控制站，主要完成基本的逻辑控制功能及实现特殊控制算法。系统管理与监控层由一台1PC组成，通过与PLC通信来获取生产过程的数据，显示工艺流程、报警画面，实现远程监控。

2、在系统设计中，窑炉烧成系统作为～个多变量耦合的非线性系统，是控制的难点。通过对其特性进行分析，提出了按照自治、补偿原则，将烧成系统分成温度、风／煤比、负压三个回路进行控制。并在各回路中对主要扰动因素采用前馈补偿，组成前馈——反馈控制系统的方案。同时考虑到窑炉属于大延迟、非线性时变对象，在温度控制回路和风，煤比控制回路中采用了智能控制算法，设计了参数自整定FUZZY--PID控制器和FUZZY自寻优控制器，实现了系统控制方案的优化。为了提高系统设计的准确性，寻找控制系统的最佳结构和参数，本文采用引入辅助变量的改进最小二乘法对温度控制回路和风／煤比控制回路建立了数学模型，并用MAT

3、LAB对建立的模型分别进行了PID控制方法和模糊控制方法的仿真。仿真结果比较表明，改进的设计方案具有较高控制精度和较好的鲁棒性。关键词：窑炉烧成系统，模猢控制，参数辨识，系统仿真1I武汉理】一人学硕I：学位论文ABSTRACTThekilniswidelyusedinindustrialproduction．Inthispaper,wehadacomprehensiveresearchonkilnproductionprocesscontrolsystem，anddesignedasetofintelligentmonitorandcontrolsystemwithadvanc

4、edcontroltechnologies．Accordingtothetechnicalflowandcharactersofcementrotarykiln，thecontrolsystemwasdividedintolocalelayer,middlecontrollaye5andsystemmanagementlayeraccordingtotheIPC＆PLC＆Profibus-DPfield-busscheme．nelocallayerrealizedthelocaldataacquisition．controllocalinstrumentandexecutema

5、chine。nemiddlecontrollayerwasconstructedbyaS7-300PLC．whichrealizethebasiclogicalfunctionandthespecialcontrolalgorithm．11lesystemmanagerandmonitorlayerisconsistedbyanIPC，whichacquireproductionprocessdatabycommunicationwithPLC．Itrealizedremotemonitorandcontrolbydisplayingtechnologicalflowandwa

6、rninginterface．Insystemdesign，firingsystemofkilnisamulti-variantCOUplingnon-linearsystem，whichisthedi珏icultyofsystemcontr01．Accordingtotheautonomousandcompensatorytheory,thepaperpmpesedtheschemewhichdividedthesystemintotemperature，air-coalratioandnegativepressureloops．Intheloopweusefrontfeed

7、todisposethemaindisturbanceandconstructfrontfeedandbackfeedcontrolsystem．Consideringthebigdelay,non-linearandtime-variablecharactersofkiln．intelligenttechnologywasintroducodintemperatmecontrolloopandair-coalratiocontrolloop．TheFUZZY-PIDparametersel