炭素煅烧回转窑恒料恒压控制系统

摘要

炭素煅烧过程是一个较为复杂的生产过程,由于长期依靠人工经验,现场操作缺乏科学的指导,导致回转窑工况不稳定和石油焦回收率低.为此开发回转窑自动控制系统,将先进的自动控制技术应用于石油焦煅烧过程,对提高回转窑工况、煅后焦质量以及实现生产过程综合自动化具有非常重要的意义.本文以中国铝业公司青海分公司炭素厂1<'＃>回转窑煅烧过程为研究对象,在分析了炭素煅烧过程中煅烧带温度场与炭块质量的关系后,对影响煅烧温度的两个主要因素--给料量和窑尾负压进行了回转窑恒料恒压控制系统的研究和设计.本文首先提出了该控制系统的结构框架,并总结了其功能特点;然后针对实际给料系统存在时滞性和随机干扰的特点,以及负压系统存在不确定外部因素干扰的特点,分别采用基于CARMA模型的自校正调节器算法和PID算法建立了对象数学模型和相应的控制器;最后结合在线故障诊断技术和无扰切换技术进行了系统软件的设计.系统软件采用Wincc组态软件和Siemens PLC S7-300系列的STEP 7软件编制,实现了煅烧过程重要参数的监视、给料量和负压系统的稳定控制、故障的在线预测和报警等功能.实际运行情况表明系统可靠性高、实用性好.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第1章绪论

1.1课题的来源及意义

1.1.1煅烧工艺简介

1.1.2立项目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

1.4论文结构

第2章系统总体设计

2.1煅烧工艺过程分析

2.1.1三次风流速的影响

2.1.2加料速度的影响

2.1.3回转窑旋转速度的影响

2.1.4回转窑负压的影响

2.2系统设计思想

2.3系统的结构功能

2.3.1系统硬件结构

2.3.2系统功能特点

2.4小结

第3章控制器设计及算法实现

3.1给料系统对象模型的描述和分析

3.1.1给料系统对象模型的描述

3.1.2给料系统对象分析

3.2给料系统自校正调节器的设计

3.2.1自适应控制系统的特点和类型

3.2.2自校正调节器的设计原理

3.2.3基于CARMA模型自校正调节器设计

3.2.4仿真结果及应用效果

3.3负压系统的PID控制器设计

3.3.1 PID控制原理

3.3.2 PID控制器设计

3.3.3应用效果

3.4小结

第4章应用软件的设计与实现

4.1应用软件总体框架

4.2软件开发平台及开发工具

4.2.1 WinCC组态软件

4.2.2 Siemens STEP 7标准软件包

4.3软件功能实现

4.3.1软件结构及功能

4.3.2模块功能介绍

4.4 PLC编程

4.4.1 PLC联锁及协调控制

4.4.2算法实现

4.4.3在线故障诊断

4.5系统性能评价

4.6小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

参与科研项目及发表学术论文