物料输送系统中分布控制及路径求解的研究

摘要

物料输送系统是钢铁、煤炭、电力、化工等企业用来连续输送原料、半成品、产品的运输系统，其中尤以钢铁企业的输送系统最为复杂。输送系统一旦出现故障，就会直接影响企业的正常生产，甚至使企业生产陷于瘫痪。在这些企业中，输送系统经常被称为“生命线”。 本文以宝钢集团梅山钢铁公司原料系统为背景，研究分布控制下各输送控制域间的标准信号接口，以建立标准的传输控制设备的控制程序的形式，帮助缩短工程设计调试的时间，提高控制系统的稳定可靠；以及在此分布控制的基础上，利用人工智能方法，设计能够自动寻找物料传输路径，以提高设备使用效率，降低操作人员的工作难度。 在分布控制部分，本文首先比较了单PLC集中控制与多PLC分布控制的特点，然后通过分析输送设备的各种联锁信号，以及分析流程与设备的关系，提出了一般化的物料输送分布化控制的模型，描述了每个控制域间所需要传送的信号。最后根据项目的实施，讲述了在ControlNet控制网和西门子PLC上具体实现分布控制的方法以及实现的效果。 接着在路径求解部分，本文首先就路径求解可能使用的几种人工智能方法进行了比较，然后叙述了工程中使用到的算法，并结合工程的实际需要，对其中的一些重要环节叙述了设计的思想。最后，文章描述了在C++语言环境下，进行算法程序设计的细节。 物料输送系统的自动化控制在我国不是一个很受重视的领域。通常方法是根据具体的工程项目进行PLC程序的设计，而没有从方法或形式上考虑控制性能的改善。而我们的近邻日本早在80年代就对此有了很透彻的研究。通过梅山项目的实施，使我认识到这其中还有很多领域可以进行研究，尤其是近年来许多新技术的出现，可以结合到这个控制领域中来。 本文试图通过对输送自动控制系统两个层面（基础自动化、过程自动化）上的讨论，寻找一些新的方式方法，来帮助钢铁、电力等企业在物料输送自动控制上的提高。也以此文抛砖引玉，希望与国内的众多同行进行交流。