首钢京唐550m2烧结机终点智能控制系统的研究与开发

摘要

“烧结是高炉的营养师”是首钢京唐烧结厂的生产服务宗旨。烧结矿是高炉炼铁的主要原料，入炉比例占到64％左右，因此烧结矿品位的好坏与高炉生产状况息息相关。在烧结生产过程中，烧结终点是一项重要的状态参数。烧结终点位置控制不当，是影响烧结产、质量的主要因素之一，而适宜、稳定的烧结终点则会提高其成品率。但由于烧结生产具有较大的时滞性，目前尚无直接检测烧结终点的仪器设备;而基于烧结机理的复杂性和烧结过程的动态时变性，无法建立烧结终点位置的准确数学模型。因此，烧结终点控制长久以来一直是烧结自动化过程控制中的难点。
　　本文以首钢京唐公司550m2烧结机为研究对象，在分析烧结过程工艺机理的基础上，总结出了烧结终点控制的主要问题，提出了烧结终点的控制策略，从而来稳定烧结终点位置，以实现烧结终点的优化控制的目的。
　　在确定控制算法前，必须确定准确的受控对象。而作为本文的受控对象，烧结终点的位置具有不可测性。在进行烧结终点位置的研究过程中，针对烧结终点的不可直接检测性，研究出一种基于烧结废气温度上升点来间接控制烧结终点位置的方法，并开发了烧结终点短期预报模型，克服了烧结终点无法准确测量、烧结过程控制滞后的困难。其次，基于模糊控制理论和模糊数学理论，设计出一种基于终点预报模型的前馈模糊控制器，将烧结专家和优秀操作工经验转化为机器语言。
　　基于Rockwell公司开发的FactoryTalk View SE组态软件及Controllogix5000系列PLC控制系统，设计了烧结终点智能控制系统;应用Microsoft Visual Studio和MicrosoftSQL2008的软件实现了预报模型和控制算法的开发。
　　烧结终点智能控制系统应用后，使烧结终点位置保持相对稳定，该控制系统具有良好的抗干扰性能，改善了烧结状态，提高了烧结矿的质量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 烧结计算机控制技术的发展

1．3 烧结终点控制技术的研究现状

1．3．1 烧结终点判断方式

1．3．2 烧结终点控制的应用现状

1．4 论文研究主要内容

第2章 烧结工艺及控制策略

2．1 烧结工艺简介

2．2 烧结过程的特点

2．3 烧结终点控制特性

2．3．1 烧结终点定义

2．3．2 烧结终点的主要影响因素及控制难点

2．3．3 烧结终点计算方法

2．4 烧结终点控制策略

2．5 本章小结

第3章 烧结终点预报模型

3．1 BRP预报机理

3．2 风箱废气温度的测量

3．3 烧结终点预报模型的建立

3．4 程序流程

3．5 本章小结

第4章 烧结终点前馈模糊控制器设计

4．1 模糊控制概述

4．1．1 模糊控制理论的产生和发展

4．1．2 模糊控制的应用现状

4．1．3 模糊控制的特点

4．1．4 模糊控制的基本思想

4．1．5 模糊控制的优缺点

4．2 模糊数学理论

4．2．1 概述

4．2．2 模糊数学基础

4．3 模糊控制器设计理论基础

4．3．1 精确量模糊化

4．3．2 模糊控制器规则确定

4．3．3 解模糊化

4．4．1 烧结终点模糊控制器结构设计

4．4．2 确定基本论域和量化因子

4．4．3 语言变量的选取及语言变量模糊隶属值的确定

4．4．4 模糊控制规则设计

4．4．5 模糊推理

4．4．6 模糊判决

4．5 烧结终点模糊控制系统实验与运行

4．6 本章小结

第5章 烧结终点智能控制系统的实现与应用

5．1 系统总体结构

5．2 系统的软硬件平台

5．2．1 系统硬件平台

5．2．2 系统软件平台

5．2．3 系统网络结构

5．3 控制系统开发

5．4 烧结终点偏差的控制

5．5 系统运行效果

5．6 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢