基于模糊控制的煤粉制备系统研究与设计

摘要

本文基于对本溪钢铁球团厂的制煤车间的技改项目，按照煤粉制备工艺的要求，设计开发了基于现场总线的煤粉制备分布式控制系统，从而实现了原煤的提升、入磨、磨粉、收尘、入仓存储和计量输送等生产过程的自动化，并能够进行整个过程的实时监测和控制。 该控制系统采用 IPC+PLC+现场总线的整体架构，除了完成基本的逻辑控制功能外，更重要的是通过Profibus-DP现场总线通讯来实现各从站之间的高度协调以及一些特殊的控制算法。在磨机出口温度控制中采用一种不依赖于对象数学模型的控制策略，设计一种新的模糊控制器，能在线跟踪被控对象的动态特性，及时修正控制参数，实现人工智能控制。从仿真结果来看，极大的改善了系统的控制性能，使被控对象有更好的动、静态性能。该系统经投入使用，极大的提高了生产效率、改善了产品质量，取得了良好收益。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的来源、目的及意义

1.1.1课题的来源

1.1.2课题的目的及意义

1.2国内外研究发展与现状

1.2.1煤粉制备工艺研究发展与现状

1.2.2分布式控制系统的研究发展与现状

1.2.3现场总线技术的研究发展与现状

1.3论文研究的主要内容

2系统总体框架和控制方案的设计

2.1煤粉制备系统简介

2.1.1生产工艺流程简介

2.1.2系统的主要技术指标和控制要求

2.2系统控制方案的设计

2.2.1煤粉制备系统控制方案的确定

2.2.2控制方案的优点

3控制系统的原理图和硬件设计方案

3.1系统控制设备原理图的设计

3.1.1一般设备控制原理图

3.1.2双向设备控制原理图

3.1.3系统接线图的设计

3.2系统的硬件设计

3.2.1系统管理与监控层的设计

3.2.2中间控制层的硬件设计

3.2.3执行层的硬件设计

4系统的软件设计

4.1 PLC控制程序设计

4.1.1 PLC编程平台

4.1.2 PLC硬件组态

4.1.3 PLC程序的总体结构

4.1.4 PLC与变频调速装置通讯的实现

4.1.5 PLC与智能仪表通讯的实现

4.2上位机设计

4.2.1组态软件及WinCC组态软件的性能特点

4.2.2煤粉制备系统的人机界面的设计

5模糊PID在磨机出口温度控制中的应用与仿真

5.1常规PID算法的分析

5.1.1常规PID控制系统的组成

5.1.2常规PID控制算法

5.2模糊控制系统原理

5.2.1模糊控制的基本原理

5.2.2模糊控制器

5.3模糊PID控制算法的实现

5.3.1输入量的模糊化

5.3.2模糊控制规则的建立

5.3.3建立模糊控制查询表

5.3.4模糊自整定PID算法在PLC程序中的实现

5.4系统仿真

5.4.1仿真工具

5.4.2系统仿真模型的建立及仿真效果分析

6总结和展望

6.1全文总结

6.2存在的问题及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文