热风炉控制系统的实现技术研究

摘要

热风炉是炼铁生产过程中的重要设备之一，热风炉的建设是一个庞大的工程，基建费用很高，比高炉本体建造成本费用还高，约为其1.1～1.5倍，另外热风炉的大修费用也很高昂。因此，对热风炉进行计算机虚拟化研究具有重要意义，热风炉控制系统的虚拟器是对热风炉的控制系统进行计算机模拟的程序。
　　热风炉较高的风温有利于提高生铁质量、提高高炉产量和降低能耗，对于高炉炼铁生产的关键辅助设备热风炉，其燃烧过程采用相对合理的模糊控制策略配合合理的操作是提高热风炉的热效率及产量手段。
　　本文首先概述了热风炉的发展过程，阐述了智能控制对于热风炉具有重大的意义。为优化热风炉的燃烧操作，提高热风炉的送热风炉燃烧过程的两个阶段，即强化燃烧期和蓄热期，分别采用燃烧期燃烧控制和蓄热期燃烧控制。在强化燃烧期使用氧含量分析仪，采用烟气比例控制的方法，根据烟气氧含量调整空燃比，实现最优燃烧控制期，使用带修正因子的蓄热期燃烧模糊控制器来控制烟气温度的高热交换效率、节约能源的目的。对控制系统进行科学分析，需要研发虚拟器与控制系统链接，获取控制系统数据并返回数据，通过仿真，优化了使用上述控热风炉燃烧过程的控制。
　　本文详细介绍了对热风炉的控制系统进行计算机虚拟化的研究，对热风炉的控制系统进行计算机模拟的程序在计算机上实现对热风炉控制的各环节、各操作流程进行虚拟，为热风炉的建造、仿真及训练提供了一个非常经济有效的途径。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 当代热风炉的工艺进步

1．2．1 高风温热风炉的典型特征

1．2．2 高风温热风炉的问题

1．2．3 提高风温措施

1．2．4 国内外热风炉控制模型综述

1．3 热风炉控制系统的虚拟器的研究意义

1．4 论文的主要研究内容及章节安排

2 热风炉及热风炉模糊控制系统方案

2．1 热风炉控制系统的物理对象

2．1．1 热风炉定义

2．1．2 热风炉的发展历史

2．1．3 新式热风炉的分类

2．1．3 热风炉物理介绍

2．2 模糊控制系统组成及工作原理

2．3 模糊控制系统的组成

2．4 模糊控制器的结构及仿真

2．5 模糊控制器的应用效果

3 热风炉控制系统硬件设计

3．1 设计原则及PLC选型

3．2 总体控制结构方案设计

3．2．1 方案设计

3．2．2 系统控制方案设计特点

3．3 热风炉控制系统与仿真器的接口设计

3．3．1 PLC的通信模块

3．3．2 热风炉控制监控系统

4 热风炉虚拟器设计

4．1 热风炉虚拟器的自动控制需求

4．2 热风炉热平衡智能分析系统

4．2．1 高炉热风炉的热效率

4．2．2 拱顶温度控制

4．2．3 报警与故障处理

4．3 热风炉虚拟器参数显示界面

4．4 烘炉工艺控制过程

4．4．1 烘炉工艺及控制

4．4．2 烘炉工艺仿真流程

4．4．2 烘炉工艺仿真输出

5 结论与展望

致谢

参考文献