选煤厂煤泥压滤自动控制系统

摘要

选煤厂煤泥压滤系统是将煤矿洗选煤工艺中衍生出的煤泥料浆进行过滤压榨，生产出可利用的煤泥资源和可循环的洗选煤水资源的工艺设备组。煤泥压滤系统可靠持续运行是实现煤矿高效生产、资源高效利用的重要保障。煤炭资源的匮乏以及环境的保护亟需对洗选煤产生的煤泥料浆进行压榨，实现煤泥的有效利用和过滤水的循环使用。本文针对目前诸多煤泥压滤系统控制方式复杂、设备不稳定、自动化程度不够完善等问题，在变频控制和智能控制理念上，完成了对压滤自动控制系统的改进和设计。
　　本系统设计针对铁法能源晓南矿选煤厂KM350/2000型快开式隔膜压滤机的控制，将PLC控制技术、变频技术和模糊PID控制策略以及电气控制技术融合到系统中，实现对压滤系统的全功能智能化控制。
　　1、对自动控制系统构架进行了设计；完成了压滤自动控制系统中PLC硬件系统的设计与选型、变频器和传感设备选择等；完成了设备电气控制部分的设计、变频控制的设计；系统以西门子 S7-300系列PLC为控制核心，通过PROFIBUS-DP通信技术、以太网通讯技术构建了控制系统的网络通讯。
　　2、采用PID控制策略和变频技术，实现了对入料环节的恒压控制，保障了入料质量和入料管路的安全可靠；采用模糊PID控制技术通过变频调速调节压榨压力的恒定，保障压榨环节设备的安全可靠以及一定的压榨效果；依据压滤环节压榨滤液排量的情况，实现系统闭环控制，实现高效、高质量压榨的目的。
　　3、基于硬件基础，依据控制策略，利用STEP7 Basic V5.5编程软件完成了对PLC系统的硬件组态和参数设置以及程序块功能的实现；采用MCGS组态软件设计了上位机监控界面，监测并控制设备的运行，提供给工人一个可视化的操作平台。
　　本研究对压滤自动控制系统进行了改进设计，对提高压滤系统的工作效率，提升产品质量，节约制造成本，环境保护，有一定的意义和应用价值。

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1 绪论

1.1 课题研究背景及意义（Research Background and Significance of the Subject）

1.2 国内外研究现状（ Current Situation of the Research at Home and Abroad）

1.3 课题研究内容及章节安排（ Research Content and Chapter Arrangement）

2 控制系统整体方案

2.1 晓南煤矿压滤系统概况（General Situation of Filter Pressing of Xiaonan Coal Mine）

2.2 煤泥压滤监控系统（ Monitoring System of Coal Slurry Filter Pressing）

2.3 本章小结（Summary）

3 系统硬件设计与网络构建

3.1 控制系统硬件组成（ Hardware Component of the Control System）

3.2 PLC系统硬件设计（Hardware design of PLC System）

3.3 现场设备选型（Equipment Selection）

3.4 控制系统电气原理图设计（ Design of Electrical Schematic Diagram of the Control System）

3.5 变频控制设计（Design of Frequency Conversion Control）

3.6 系统通讯与连接（ Communication and Connection of the System）

3.7 本章小结（Summary）

4 控制策略及其实现

4.1 PID控制系统（PID Control System）

4.2 模糊PID控制系统（Fuzzy--PID Control System）

4.3 模糊 PID 控制系统设计（ Design of Fuzzy--PID Control System）

4.4 系统仿真分析（Simulation and analysis of Fuzzy-PID system）

4.5 本章小结（Summary）

5 控制系统软件设计

5.1 PLC控制程序设计（Design of the Control Program of PLC）

5.2 基于MCGS的上位机软件设计（ Software Design of Upper Computer Based on MCGS）

5.3 本章小结（Summary）

6 结论与展望

6.1 主要工作及结论（Main Work and Conclusions）

6.2 展望 （Outlook）

参考文献

作者简历

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