煤气制造智能控制系统的研究与实现

【摘要】：竖炉球团是钢铁生产的重要原料. 目前其相对落后的生产现状远远不能满足钢铁 产业的需求. 对其进行自动化改造已经迫在眉睫. 煤气作为球团生产的燃料. 其均衡 性和稳定性是球团质量提高的基础. 因此. 对煤气生产环节的控制至关重要. 本文在分析集散控制系统的系统结构. 新进展以及适用于过程工业通讯系统的 CAN 总线的基础上. 结合大冶铁矿竖炉球团厂的生产现状. 构建基于 CAN 总线的全 厂开放式集散控制系统. 克服了一般集散控制系统远程高速通信难以保证的问题. 具 体实现了大冶铁矿竖炉球团厂制气工段的智能控制. 首先针对煤气发生炉非线性. 大 滞后. 时变等特点. 采用一种改进的 Elman动态递归神经网络对煤气发生炉进行动态 系统辨识. 成功地建立了煤气发生炉的动态模型. 其次. 研究用于实现煤气制造过程 全自动控制的控制方法. 对 6 台煤气发生炉整体选用分层递阶控制系统. 在组织级设 计专家控制器. 并对每台煤气发生炉设计专家控制器作为协调级的协调器. 实现整体 任务分配和分散控制. 采用分程控制系统. 设计模糊-PID 控制器用于单台加压机的控 制. 最后. 结合制气工段现场主要生产设备的分布情况. 设计并实现了基于 RS-485 总线的煤气控制子系统. 将研究得出的控制方法编程实现. 实际运行后发现这两部分 的控制方案都能有效的改善控制效果. 有很强的鲁棒性和自识应能力. 自系统投产之 后. 煤气质量和产量都有了较大的改善. 现场实际运行情况表明本文提出的系统方案以及控制算法是可行的. 【关键词】：集散控制系统 CAN 总线 煤气制造 Elman网络 专家控制 模糊控制
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TQ545
【目录】：

• 摘 要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪 论7-15
• 1.1 引言7-8
• 1.2 工业过程控制系统8-10
• 1.3 智能控制10-12
• 1.4 工程背景12-14
• 1.5 论文的主要工作14-15
• 2 基于 CAN 总线的全厂集散控制系统15-28
• 2.1 大冶铁矿竖炉球团厂生产现状及分析15-16
• 2.2 集散控制系统16-19
• 2.3 CAN 总线的选择依据19-21
• 2.4 全厂集散控制系统的实现21-23
• 2.5 子系统之间的通讯23-28
• 3 煤气控制子系统控制方法研究28-49
• 3.1 制气工段工艺流程28
• 3.2 子系统控制目标28-29
• 3.3 煤气发生炉模型的建立29-39
• 3.4 煤气发生炉控制方案39-44
• 3.5 煤气加压控制方案44-49
• 4 煤气控制子系统的设计和实现49-61
• 4.1 系统设计49-51
• 4.2 系统实现51-61
• 5 总结与展望61-64
• 5.1 研究成果总结61
• 5.2 研究不足与改进方向61-62
• 5.3 经验与体会62-64
• 致 谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录 攻读硕士学位期间完成的学术论文68

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