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干熄焦生产过程控制系统的设计与实现

作　者: 耿培君
导　师: 高宪文；章伟军
学　校: 东北大学
专　业: 控制工程
关键词: 干熄焦锅炉炉温控制模糊PID控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

干熄焦工艺在炼焦行业中具有十分重要的价值,有节能和环保双重效益。目前干熄焦工艺在国内外发展非常迅速,但由于国内干熄焦技术的应用相对较晚,其控制水平仍处于起步和发展阶段,特别是对于熄炉炉温控制还不是很成熟。因此,研究一套干熄焦生产过程控制系统具有十分重要的意义。本文以首钢焦化厂现有的两套干熄焦项目为研究背景,在设计机车提升对位、料位控制、锅炉生产及蒸汽输送等各环节形成的控制系统基础上,针对首钢现有的实际工艺情况,完善了控制系统。通过分析控制策略、控制逻辑、动态特性等内容,制定了料位给定、给水调节和液位等控制过程的基础方案；开发了机车对位、干熄炉料位和锅炉系统的控制；在锅炉系统的安全性方面,设计了低液位报警和自动连锁停机系统。由于干熄炉炉体材料的性能特点要求炉温变化要小,但现场存在受焦炭处理量变化而干熄炉温度较大幅度的波动。论文针对炉温控制这一问题,采用了模糊PID控制方法进行研究,采用模糊控制器对温度进行动态调整,仿真结果表明对干熄炉炉温控制效果良好。通过现场的调试运行,该系统能够满足首钢焦化厂的生产需求,实现了生产过程稳定、高效、便捷和安全的目的。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
  1.2 控制技术的发展过程  10-12
  1.3 本文主要工作  12-13
第2章干熄焦工艺与控制问题  13-19
  2.1 引言  13
  2.2 生产工艺  13-17
  2.3 控制问题  17-19
第3章控制系统设计  19-43
  3.1 系统总体设计  19-20
  3.2 系统硬件设计  20-22
  3.3 系统软件设计  22-26
  3.4 典型控制回路设计  26-43
    3.4.1 料位检测控制  26-27
    3.4.2 预存室压力控制  27-30
    3.4.3 排焦量和排焦温度控制  30-32
    3.4.4 锅炉安全连锁  32
    3.4.5 汽包液位控制  32-41
    3.4.6 主蒸汽压力控制  41-43
第4章控制方法研究  43-61
  4.1 引言  43
  4.2 PID控制算法  43-44
  4.3 模糊PID控制算法  44-55
    4.3.1 模糊PID控制器设计  45-46
    4.3.2 精确量的模糊化  46
    4.3.3 控制规则设计  46-51
    4.3.4 模糊推理和解模糊方法  51-54
    4.3.5 采样时间的选取  54-55
  4.4 仿真研究  55-59
    4.4.1 被控对象的选择  55-56
    4.4.2 模糊PID与常规PID仿真比较  56-59
  4.5 仿真结果分析  59-61
第5章控制系统的实现  61-69
  5.1 系统实现简述  61-62
  5.2 系统功能  62
  5.3 关键参数设定  62-64
  5.4 部分控制界面  64-66
    5.4.1 主控制操作界面  64-65
    5.4.2 干熄炉控制界面  65-66
    5.4.3 锅炉系统控制界面  66
  5.5 系统操作  66-69
第6章总结  69-71
参考文献  71-73
致谢  73

干熄焦生产过程控制系统的设计与实现

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