模糊控制在铅锌熔炼控制系统中的应用研究

摘要

铅锌广泛应用于电气、机械、军事、冶金、化学和医药业等领域。我国锌铅矿数量不少，但由于国内铅锌冶炼自动化程度不高，金属回收率很低。虽然很多大中型企业采用了集散控制系统，但由于缺乏优化控制的支持，这些设备仅仅代替了原有Ⅲ型仪表，远没有发挥其控制作用。因此提高铅锌冶炼的自动化水平，成为急需研究的课题之一。 本文以白银第三冶炼厂熔炼车间的技术改造工程为背景，结合熔炼车间的控制要求与工艺流程，提出并设计了该控制系统的总体方案。下位机采用STEP7编程软件，将复杂的自动化任务分解为独立的功能块，执行时由主循环模块调用，使其控制更加容易。上位机监控以组态软件WinCCV6．0为开发工具，设计了系统的监视与控制画面，并编制了相应的监控程序，使系统具备了对现场过程数据的动态监视功能、历史数据的归档功能、异常信号的报警功能等。充分运用全集成自动化思想，实现了熔炼车间自上而下的纵向集成以及挂在PROFINET总线上不同PN—IO设备的横向集成。 针对热风炉燃烧过程的温度动态变化、不易实现实时控制的特征，重点研究了该部分的控制方法。在分析模糊控制原理基础上，设计了模糊控制器，通过对变量的模糊化、建立模糊规则、模糊控制表以及反模糊化等一系列过程，完成了查表法最佳空燃比模糊控制器的设计。实践表明，该控制方案具有超调小，稳定性好，响应速度快等特点。 该系统现已在白银第三冶炼厂投入运行。成功实现了对熔炼车间的实时监视与控制，系统运行稳定，具有实际生产应用价值，取得了良好的经济和社会效益。

目录

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第1章绪论

1.1铅锌冶炼技术现状与发展

1.1.1铅冶炼技术特点

1.1.2锌冶炼技术特点

1.2密闭鼓风炉铅锌冶炼的特点

1.3国内外研究与应用现状

1.3.1国外研究与应用

1.3.2国内研究与应用

1.4课题的背景与内容

第2章铅锌熔炼过程及控制策略分析

2.1 ISP过程工艺

2.1.1 ISP工艺流程

2.1.2 ISP熔炼基本工作原理

2.2主要技术经济指标

2.3控制策略分析

2.4本章小结

第3章熔炼控制系统软硬件设计

3.1系统网络结构设计

3.1.1系统总体结构

3.1.2系统主要功能

3.2熔炼控制系统的硬件设计

3.2.1硬件设计原则

3.2.2 PLC技术简介

3.2.3硬件配置

3.3熔炼控制系统软件开发

3.3.1系统软件设计原则

3.3.2编程软件STEP7介绍

3.4热风炉PLC软件设计

3.5热风炉燃烧过程模糊控制

3.5.1热风炉过程工艺与模糊控制的提出

3.5.2模糊控制的基本原理

3.5.3热风炉站模糊控制器的设计

3.6本章小结

第4章监控中心管理软件

4.1组态软件概述

4.2 WinCC组态软件

4.2.1软件简介

4.2.2WinCC V6.0主要功能特点

4.3监控软件总体设计

4.4人机界面设计

4.5全集成自动化

4.5.1全集成自动化简介

4.5.2上位全集成实现

4.6本章小结

第5章系统调试与抗干扰措施

5.1系统硬件调试

5.2系统软件调试与仿真

5.3抗干扰措施

5.4系统维护

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢

附录