石油焦煅烧过程计算机控制系统的研究与开发

摘要

回转窑煅烧石油焦是一个复杂的生产过程,影响煅烧条件的因素很多,存在强耦合、非线性和大时滞特性,无法建立精确的数学模型,难以通过常规控制方法实现过程稳定化控制.据此,将先进控制理论、计算机与网络通讯技术应用到石油焦煅烧过程,实现生产过程综合自动化,对提高煅后焦质量和生产效率及促进我国铝工业的发展有重要意义.论文以中国铝业公司青海分公司1＃回转窑煅烧石油焦生产过程为应用背景,详细介绍了石油焦煅烧过程计算机控制系统的研究和设计的方法.在分析煅烧机理的基础上,探讨了回转窑煅烧带温度对锻后焦质量的影响,以及影响煅烧带温度的主要因素.以对煅烧带温度有直接影响的给料量和窑尾负压为被控对象,分别设计了一种改进的模糊控制器,结合变频调速技术,实现了给料量和窑尾负压的稳定化控制.利用WinCC组态软件,论文分析和设计了一套用于煅烧生产过程的监控系统,详细介绍了数据通讯、运行状态监视、故障诊断、数据管理和系统安全等功能模块的实现过程.在分析OPC技术规范的基础上,讨论了控制网与管理网无缝集成的方法,开发了客户接口程序,为实现企业管控一体化提供了解决方案.经过调试,系统已投入使用,现场运行结果表明系统稳定性好,可靠性高,达到了设计目标要求.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1煅烧工艺简介与过程分析

1.1.1煅烧机理分析

1.1.2影响煅烧过程的因素

1.2国内外研究现状

1.3课题的来源与意义

1.4研究内容和方法

1.5论文组织

第二章系统总体方案设计

2.1系统设计要求

2.2系统总体结构

2.3 PLC控制系统功能设计

2.3.1 PLC系统控制流程

2.3.2自动启动和自动停机

2.3.3给料量和窑尾负压跟踪控制

2.3.4 PLC数据预处理

2.3.5实时故障诊断与报警

2.3.6多级后备和无扰切换

2.4稳定化控制策略选择

2.5小结

第三章模糊控制策略

3.1模糊控制原理

3.2模糊控制器设计

3.2.1模糊控制器设计内容

3.2.2模糊控制器设计方法

3.3模糊控制在系统中的应用

3.3.1模糊控制器的改进

3.3.2改进模糊控制器在系统中的应用

3.3.3运行效果

3.4小结

第四章监控软件设计与实现

4.1软件结构设计

4.2系统开发工具和运行平台

4.2.1 WinCC组态软件

4.2.2实时数据库技术

4.2.3实时数据库典型应用

4.3软件功能实现

4.3.1数据通讯

4.3.2运行状态监视

4.3.3数据管理

4.3.4系统安全管理

4.4小结

第五章企业管控一体化的关键技术

5.1管控一体化进程中的问题

5.2 OPC技术规范

5.3 OPC在管控一体化中的应用

5.3.1 OPC应用领域

5.3.2用OPC接入管理网的方案

5.3.3 OPC接口软件的开发

5.4小结

第六章结束语

6.1工作总结

6.2下一步工作

参考文献

致谢

攻硕期间参与科研项目及发表论文情况