烧结厂配料自动控制系统研究

摘要

随着国民经济的发展，钢铁的需求急剧增加。钢铁工业已经成为国民经济发展的重要支柱。烧结是钢铁工艺中比较重要的工艺之一，烧结矿的质量直接决定着高炉的产量，而在烧结工艺中，配料又是其中一道比较复杂而又关键的工序，配料的好坏直接决定着烧结矿质量的好坏。但是，烧结配料系统较为复杂，难以建立数学模型。在这种情况下，如采用传统的PID控制器存在超调量大，调节时间长，系统频繁的调节引起系统的振荡，且参数不易实时在线调整的缺点，即不易维护，也难以满足实时控制的要求。 本文采用带死区的PID调节，可以很简单的把下料量控制在计算机给定的误差范围内，不仅消除了传统PID调节造成的频繁调节而导致系统的小幅度的振荡，而且减少了现场的一次仪表的数量和维护，同时也满足了生产的要求。 本文以武钢烧结厂五烧车间配料系统为开发背景，研究了：一、通过最小二乘法对烧结配料系统的被控对象模型的辩识；二、电子秤在配料秤量中的应用；三、现场一级PLC机与上位机采用工业以态网进行通讯；四、采用带死区的PID调节对被控对象的控制，研究了这种算法在烧结自动配料系统中的应用。

目录

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第一章绪论

1.1武钢烧结配料系统介绍

1.1.1烧结配料工艺简介

1.1.2烧结优化配料的重要性及意义

1.1.3烧结自动配料技术发展现状

1.2课题来源

1.2.1武钢烧结厂配料控制系统设备现状

1.2.2影响烧结配料控制的因素

1.3本文主要工作

第二章系统辩识

2.1系统辩识简介

2.2新型的系统辩识方法

2.2.1基于神经网络的系统辨识

2.2.2基于遗传算法的系统辨识

2.2.3基于模糊逻辑的系统辨识

2.2.4基于小波网络的系统辨识

2.3辩识的基本步骤

2.4最小二乘法

2.4.1最小二乘法的基本关系式及其估计原理

2.4.2最小二乘递推算法(RLS)

2.4.3确定模型的阶次

2.5本章小结

第三章PID控制

3.1PID控制概述

3.2PID控制规律

3.3PI控制规律

3.4PID控制算法

3.4.1位置式PID控制算法

3.4.2增量式PID控制算法

3.4.3Smith预估PID算法

3.5PID控制组态的实现

3.5.1PID子程序结构：

3.5.2参数表的构成

3.6PID参数的整定

3.6.1用经验数据法确定PID控制器参数

3.6.2用试凑法确定PID控制器参数

3.6.3扩充临界比例度法

3.7本章小结

第四章带死区的PID算法及仿真

4.1带死区的PID算法

4.2死区参数对系统的影响

4.3本章小结

第五章配料现场检测系统

5.1电子秤的介绍

5.2电子皮带秤配料系统的现场工艺过程

5.3称重传感器的工作原理

5.4称重传感器受力与输出电压的关系

5.5电子皮带称的工人原理

5.6本章小结

第六章烧结自动配料控制系统的实现

6.1自动控制系统研究的方案

6.2系统控制对象分析

6.2.1配料系统的工艺分析

6.2.2影响配料系统准确度的因素分析

6.2.3系统数学模型的辩识

6.3系统的设计思想与要求

6.3.1控制思想的概述

6.3.2配合比合理性检查

6.3.3配合系数

6.3.4排料量设定值演算处理

6.3.5CFW工作选择处理

6.3.6排料量累计偏差处理

6.3.7控制方式的选择

6.4系统的组成

6.4.1系统的结构

6.4.2二次仪表

6.4.3人机交互设备系统

6.5几种控制算法的比较

6.5.1死区参数的选择

6.5.2一般PID算法的仿真

6.5.3带死区PID算法的仿真

6.6实际应用效果

6.6.1数据的采集及处理

6.6.2数据的分析

6.7本章小结

工作总结

参考文献

研究生期间发表的论文

致谢