DCS在硅酸钠窑炉控制中的应用

摘要

在硅酸钠生产中窑炉的控制过程很重要，现在的控制方式大部分使用的是人工控制，控制算法使用的是传统的PID控制，控制效果并不是很好。因此，采用更加优秀的自动控制方案和先进的控制算法具有重要意义。
　　基于这些，本文首先对硅酸钠窑炉熔化工段的总体方案进行了设计，分析了硅酸钠窑炉控制系统的需求，再根据需求分别设计了温度、压强、液位自动控制回路,实现了对系统的稳定控制。
　　温度控制作为硅酸钠窑炉控制系统中最重要和最难实现的一环，选取合适的控制算法对温度控制的实现非常重要。基于对硅酸钠窑炉中的温度控制特点，以及PID控制和模糊控制的原理和特点的分析，本文选择用模糊自适应PID控制算法对温度对象进行控制。
　　为实现窑炉中温度对象算法，分析了模糊自适应PID控制器结构和原理，推导出了温度控制对象简化后的数学模型，并论述了它在温度控制对象中详细的设计步骤，包括隶属函数的确定和模糊规则的制定等。最后对其进行了仿真，且与传统的PID控制算法进行了比较。仿真结果表明，模糊自适应PID控制算法的超调更小，控制精度更高，实现了对窑炉温度的精准控制。
　　最后根据窑炉控制过程的实际要求，在ECS-100型系统上从硬件选型到软件组态，包括流程图组态、趋势图组态、报表组态、图形化组态，以及在SCX语言的编程环境中实现了对模糊自适应PID部分的设计等，最终在该系统上实现了对整个系统的自动控制过程。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1课题研究的目的和意义

1.2 本课题国内外发展状况

1.3 课题相关内容的介绍

1.4本文研究内容

第2章 硅酸钠窑炉系统方案设计

2.1 硅酸钠窑炉的工艺过程和需求

2.2硅酸钠窑炉系统总体方案设计

2.3硅酸钠窑炉DCS系统结构

2.4 本章小结

第3章 窑炉中温度控制算法的选择

3.1 传统PID控制算法

3.2 模糊控制

3.3 窑炉中温度控制对象算法的制定

3.5 本章小结

第4章 模糊自适应PID在硅酸钠窑炉温度控制中的应用

4.1 模糊自适应PID控制器的结构

4.2 模糊自适应PID控制器的设计步骤

4.3 窑炉中的温度对象

4.4 Matlab环境下的模糊自适应PID方案设计

4.5 本章小结

第5章 ECS-100系统在硅酸钠窑炉系统控制中的应用

5.1 系统总体设计框图

5.2 组态过程的实现

5.3 实时监控

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢