一、DCS自适应智能控制在步进梁加热炉燃烧控制系统中应用(论文文献综述)
李明辉[1](2020)在《基于自动燃烧的轧钢加热炉控制系统研究》文中认为近年来我国钢铁行业竞争激烈,加热炉作为重要的能耗设备,其燃烧控制方式复杂,传统控制策略难以达到理想的控制效果。为了提高钢厂经济效益和竞争力,需要研究加热炉的先进、稳定的控制策略。本文在分析加热炉燃烧系统特性的基础上,以“某钢铁公司热轧加热炉”改造为研究背景,深入研究了炉温控制和空煤气压力控制,并提出了温度控制换向方案,提出了较为先进的时序队列换向自动燃烧控制策略,提高了加热炉的使用效率,同时为加热炉的操作带来了很大的便利。在软件设计方面,采用西门子Step7PLC编程软件和C语言过程系统对以上系统进行了硬件配置与软件编程,并与传统的控制方案进行系统运行控制的对比测试和调试,最终应用于实际生产。本文研究的主要内容:首先,对自动燃烧的轧钢加热炉控制系统的研究背景和国内外研究现状进行了详述;其次,对加热炉燃烧系统的工艺和加热炉的燃烧控制理论进行了重点介绍;然后,对加热炉的自动化控制系统的硬件系统与软件系统进行了详细的设计。硬件系统设计方面,主要包括对系统的上位机监控系统设计、PLC硬件连接和信号控制等部分进行了设计。软件设计方面,通过对加热炉整体功能的设置,通过对加热炉的整体功能的设计,设计了系统的物料跟踪、钢坯加热数学模型、自动燃烧控制等11个功能。最后,对自动燃烧轧钢加热炉控制系统进行了统运行测试、调试与应用。通过实际生产中的应用,所采用的模糊PID与自动燃烧控制相结合的控制方案,降低了系统的超调与调节时间;同时,加热炉的火焰的大小和燃烧程度其通过管道恒压控制策略可以有效解决,提高了控制系统的灵活性和稳定性。图52幅;表10个;参50篇。
葛军成[2](2020)在《加热炉燃烧效能在线智能检测与优化控制系统的设计》文中研究说明随着可持续发展战略的不断推进,冶金、石化等行业的节能减排、绿色制造已经提到了首要位置。冶金工业中的加热炉既是生产过程中的关键设备之一,也是重点能耗设备,在保障钢坯加热质量的前提下,精准控制炉温、提高燃烧效率、降低废气排放已成为重要研究课题。目前加热炉温度控制发展现状,仍存在诸多问题:炉内钢坯温度难以准确测量,无法保证钢坯质量,极易造成“过烧”现象;加热炉燃烧效率低,根据热值变化无法精确调节相应流量等。本论文以冶金加热炉为研究目标,开发一套加热炉效能在线智能检测与优化控制系统。本系统采用全视场红外测温装置及激光光谱吸收检测设备,分别获取钢坯表面温度及炉膛气体成分含量信息,实现加热炉效能的在线智能检测,并依此信息为基础,结合其它原有检测设备(炉膛热电偶、煤气热值测试仪等)所获取的信息,一同输入到二级控制模型[1]中,实现对模型的验证与优化,通过调节空气流量与煤气流量实现闭环反馈,提高加热炉的热效率。本论文主要研究内容如下:(1)以加热炉炉内温度控制为研究背景,研制出一套高精度红外全视场温度测量装置,实时获取钢坯表面温度,为炉内温度分布及钢坯加热模型提供直接、有效的验证手段;(2)采用小型化自带冷却与温控的高精度角反射式激光气体检测装置,实时监测炉膛内燃烧气体(CO、O2)含量,为实现加热炉完全燃烧和低氧燃烧控制提供有效监测手段,也有利于节能减排和减少钢坯氧化烧损的实现;(3)将钢坯表面温度和炉膛气氛含量等参数引入加热炉二级系统,对现有模型进行验证及模型优化提供依据,并为最终实现优化控制奠定了基础;(4)对加热炉智能优化控制进行了方案设计和理论分析;(5)为系统设计了一套应用软件,实时显示钢坯温度和炉内氧气、一氧化碳含量,实现在线智能监测以及远程数据访问;(6)应用结果与分析。
王浩[3](2020)在《回转窑焚烧炉先进控制策略研究与应用》文中指出回转窑焚烧炉是危险废物处理过程中的重要设备,因为具有停留时间长、隔热好、对焚烧物变化适应性强等特点,回转窑焚烧炉被广泛应用于工业三废处理工艺。但回转窑焚烧炉控制系统复杂,其炉温对象具有大时滞、大惯性等特点,生产现场采用单一PID控制不能满足控制要求。因此,研究回转窑焚烧炉先进控制策略对提升回转窑焚烧炉的控制品质十分必要。本文以山东某维生素生产厂三废处理中心的回转窑焚烧炉为研究对象,通过生产现场实际运行数据,建立相应炉温模型,并在现场已有软硬件平台基础上,设计并应用回转窑焚烧炉先进控制系统。在对先进控制系统在生产现场运行状况进行分析后,提出了一种基于Smith预估的自适应全程积分滑模炉温控制策略。主要研究开发工作包含以下内容:(1)采用理论分析与试验相结合的方法,建立回转窑焚烧炉炉温数学模型。在此基础上设计回转窑焚烧炉先进控制系统,针对回转窑焚烧炉炉温大滞后、大惯性、慢时变的特点,构建炉温-流量串级比值控制方案,采用广义预测控制器作为串级控制结构的主控制器,PID控制器为副控制器。针对炉膛压力控制采用前馈补偿PID控制回路。并通过仿真证明了所设计先进控制系统的有效性和控制品质。(2)针对调试过程中遇到的问题,对先进控制系统在无扰切换、抗饱和、空燃比方面进行优化。构建先进控制系统的软硬件平台,对先进控制系统与组态软件进行连接测试。在对先进控制系统各控制器参数进行整定后,将该系统应用于实际项目。运行结果表明,所设计先进控制系统提高了回转窑焚烧炉的控制品质,提升了危险废物的处理效率,同时也为企业带来了可观的经济收益。(3)为进一步提升回转窑焚烧炉炉温控制效果,提出了一种基于Smith预估的自适应全程积分滑模控制策略,并将该策略与广义预测控制的控制效果进行仿真对比。仿真结果表明,基于Smith预估的自适应全程积分滑模控制器系统响应速度快、控制精度高、抗干扰能力强,对炉温控制效果更佳。为项目的后期改造提供了新的思路。
熊延辉[4](2019)在《基于神经网络的蓄热式加热炉的温度控制研究》文中认为蓄热式加热炉是一种新型的节省能源的加热炉,采用高温度低氧含量的方法,是一种环保加热炉。但是因为现在的仪表检测手段和加热炉内热能传递的多样性,使得仪表不能直接、精确检测出钢坯温度还有加热炉内温度分布。又因为加热炉炉温控制是一个非线性多变量的控制系统,目前在控制燃烧效果方面主要的方式是PID结合双交叉限幅的方法,有致命的不足,它只能在稳定状态下达到最佳燃烧状态。因为加热炉的状态是跟随很多变量的变化而变化的,而且它的温度变化响应慢,所以提出了一种基于BP神经元网络控制PID的复合方法,通过神经网络PID对蓄热式加热炉温度控制效果比较好。针对加热炉温度的这种特性,采用神经网络训练PID的方法对加热炉温度进行控制,根据实际系统的情况变动随时调整加热炉的温度给定值,满足钢坯的工艺温度要求。又因为神经网络所特有地能拟合任何非线性函数的功能,使它可以通过对系统的自学习,控制P、I、D三个参数,最终使它们最能够比较好的满足生产要求。仿真结果显示神经网络控制PID能够在很小的时间范围内精确的调整加热炉温度。图22幅;表1个;参52篇。
谭国霞[5](2017)在《中空钢生产线步进式加热炉自控系统的研究与应用》文中研究说明随着工业自动化水平飞速提升,钢铁生产线的加热炉逐步实现了自动控制并已形成发展趋势。目前,国内外钢铁生产线中应用最广的加热炉是步进式加热炉,它取代了上世纪的推钢式加热炉,成为当代工业的主要炉型。因此,实现对步进式加热炉加热燃烧及顺序过程的实时监控,对提升加热炉加热效率及钢坯品质有着重要意义。本文结合首贵新特材料循环经济工业基地中空钢生产线工程50t/h步进梁式加热炉控制系统的具体实例,通过双闭环控制与双交叉限幅法结合,利用热电偶、热电阻、V锥流量计等计量设备的精准计量,设计了步进式加热炉温度控制系统。该控制系统采用德国西门子公司的S7-400系列可编程控制器作为主站,S7-300系列可编程控制器作为从站,搭建PLC(Programmable Logic Controller)系统,实现自动控制,对炉膛温度控制具有重要意义。通过进出料控制及连锁等方式,提高了空燃比,优化了控制参数,实现了炉内温度的均衡稳定,将钢坯步进过程精准度提高,预防丢包等现象的发生。采用西门子STEP7 V5.5版编程软件,采用WINCC7.0(Windows Control Center)开发版和运行版,作为画面监控软件。以工业以太环网串接各系统,实现数据互通及统一监控和操作。组态软件将生产自动化与过程自动化综合,整合传统机械设备需求与工业控制软件、控制设备合,解决加热炉的自动控制系统在实际生产过程中出现的燃烧效率低下、追踪定位不准确等问题,在上位机上实现根据控制目的和控制对象的任意组态,实现各燃烧控制段温度控制、顺序控制段过程控制等功能。以计算机、软件为基础,结合典型的PLC系统,对生产过程进行集中设备管理、仪表监视、调度操作以及分散控制。通过工程实践,实现了中空钢加热炉系统的有效控制、保证了出炉钢坯品质,对步进式加热炉控制系统具有一定的参考价值。
胡玲艳[6](2017)在《步进梁加热炉炉温综合优化控制策略研究》文中提出步进梁加热炉是冶金领域的一种大型多区段热处理设备,主要用于各类板坯、铸锭等的退火处理,具有热工制度灵活、加热坯料不受尺寸规格限制等优点。近年来,随着现代工业对热轧产品越来越高的质量要求,以及国家环保节能政策的不断推出,作为冶金工业的重要耗能设备,对步进炉加热过程在燃烧效率、控温精度以及炉温均匀性等方面也提出更高的要求。优化系统控制过程,提高坯料加热质量、降低炉子能耗、并节约系统设计成本是加热炉工程设计中的重要内容。本文以宁夏中色某集团公司所建的一座天然气步进梁加热炉为研究对象,结合实际工艺控制要求,开展以下研究工作:1.进行炉温动态过程建模。采集实际加热过程数据,利用瞬态响应插值法进行模型辨识,借助MATLAB软件进行模型测试,比较模型输出与实际过程数据偏差,验证模型的有效性。2.基于步进炉供热机制,进行铜锭内部热传导方程的工程简化,通过有限元分析法对模型进行离散化,借助MATLAB进行铜锭内部传热行为的仿真计算,并采用埋敷偶工程试验方法验证铜锭温度分布仿真计算的有效性。同时基于传热过程能量守恒法则,在已知铜锭上表面温度工艺曲线下,反向求解炉温设定值,以降低各控温区温度设定余量及燃料消耗,减小铜锭内部温度偏差。3.针对步进炉炉温过程模型存在的不确定性参数摄动情况,借助Lyapunov稳定性理论和LMI方法,进行H∞鲁棒稳定性分析,推导并获得系统鲁棒渐近稳定充分条件及控制器求解方法。对算法进行仿真验证,所得结论可有效预估炉温系统一定参数摄动及扰动因素下,系统输出表现。4.归纳热电偶工程应用中存在的故障情况,建立热电偶故障数学模型,针对不确定炉温模型存在的状态及控制时滞,进行非脆弱有记忆和无记忆容错状态反馈控制器设计。通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,借助LMI方法获得系统鲁棒渐近稳定条件及控制器求解方法,仿真及实际工程测试验证了算法的有效性。5.考虑控温过程热电偶传感器故障及外部扰动,针对炉温系统的多状态定常时滞情况,进行鲁棒保性能容错设计。通过构建复合型Lyapunov-Krasovskii泛函,利用LMI方法,给出满足一定性能界及具有H∞干扰抑制能力的鲁棒二次镇定充分条件,同时给出性能上界为最小的鲁棒最优保性能容错控制器求解方法,仿真及工程测试验证了算法的有效性。6.针对步进炉燃烧控制环节,借助可编程软件与常规燃烧设备配合开发程控多段位脉冲燃烧控制器,代替硬件分频设备,实现对加热烧嘴工作时序及燃烧状态的智能控制。实际应用表明,所提出方法能够节约系统成本,有效提高炉温控制精度及炉内温度分布均匀性。
袁鑫[7](2016)在《蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现》文中进行了进一步梳理钢铁是国民经济基础原料,也是重要的战略物资。钢铁产业是国民经济支柱产业,钢铁产业发展水平是衡量一个国家经济水平与综合国力的重要标志。我国是产钢大国,但离钢铁强国仍有一段距离。近年来我国钢铁产量过剩,钢材市场持续低迷,钢铁企业竞争愈发激烈。在这样的行业背景下,通过改进生产工艺,采用先进控制与优化技术,可以有效地降低生产能耗,带来可观的经济效益,从而显着提高企业竞争力。本文主要研究了钢材轧制过程中加热炉温度的控制问题。针对一条高速线材生产线上的加热炉对象,设计了加热炉炉温广义预测控制器。为充分利用现场原有的测点、执行器和控制回路,采用温度串煤气流量串级控制器结构。外回路为广义预测控制器,内回路保留了现场原有的PID控制器。加热炉炉温广义预测控制器的正式投运,改善了炉温控制品质,降低了加热炉的燃料消耗和钢坯的氧化烧损,取得了可观的经济效益。在实现炉温广义预测控制器时,改进了广义预测控制器的输出限幅策略,提出了一种动态设置控制器输出下限的方法。在最大化控制器输出范围的条件下,解决了输出饱和问题。在解决加热炉待轧工况下炉温控制问题的过程中,提出了一种炉温多模型切换控制策略,较好地解决了加热炉待轧工况下炉温的控制问题。
王永奎[8](2016)在《基于PLC的步进梁式加热炉监控系统的分析与设计》文中指出在钢铁工业生产过程控制中,通常会遇到的是加热炉炉温动态特性控制,它具有如下特征:(1)炉温上升和下降往往具有严重的不对称性,包括增益和滞后时间的不对称性。(2)容积滞后,对于一般工业加热炉炉温控制特性具有较大的容积滞后,而且属于纯滞后特征。(3)在加热炉的整个温度调节范围内,对象的增益、容积滞后时间通常是与工作温度与负载变化有关的变参数。对于加热炉这类工业对象,采用常规的PID控制器,在工作点附近的小范围内,由于其动特性近似于线性,有可能控制得较好;但当大范围改变给定值或受外界环境(包括工况)扰动太大时,就需要及时修正PID参数,否则将使温升动特性变差。随着现代工业技术的发展,对工业炉温控制性能要求也必然越来越高,要求有更先进的控制策略来满足这些要求。由于温度控制在加热炉设备自动化控制中是一个非常重要的方面,但加热炉是一个非线性的、时变的、分布参数多的复杂被控对象,具有滞后的特性,因而加热炉的炉温是一个较难控制的参数。本文介绍了步进式梁式加热炉的结构、工艺和控制要求,归纳了步进式梁式加热炉的控制现状,分析了步进式梁式加热炉炉温控制系统,并针对存在的问题进行以下几个方面的研究:第一,针对步进式梁式加热炉炉温控制过程中存在的滞后特点,提出PLC过程控制的相关理论。第二,通过与加热炉温度的传统PID过程控制进行仿真比较,提出加热炉炉温控制系统的设计方案。第三,通过系统地学习SIMATIC S7-300PLC控制系统,掌握了PLC中先进过程控制库中的功能模块的使用方法,对PLC有了更深入的理解和熟练的应用。同时学习了在PLC系统中如何创建工程项目的方法步骤,然后设计了基于PLC系统的加热炉炉温控制的硬件和软件系统。结果表明,基于PLC的加热炉炉温控制系统,能够使炉温快速跟随给定并达到稳定状态。这对日后研究加热炉炉温优化工作打下了坚实的基础。通过本文的研究,为步进式梁式加热炉炉温的智能化控制提供一定的参考借鉴。
王敏[9](2016)在《基于PLC的步进梁式加热炉步距模糊自适应控制》文中进行了进一步梳理步进梁式加热炉是钢铁行业的重要加热设备,该设备的运行状况关系着钢铁企业的安全生产,以及企业的生产效率及生产成本。加热炉的作用是先对钢坯进行加热,这样可使其温度达到热轧的要求,为接下来的轧钢做好准备。由于其步进运动过程中有时会出现步距少量改变,但是误差积累,使钢坯无法落在出料辊上,影响到钢坯的正常出炉,甚至生产线停产。因此造成的生产成本增加,产量下降,严重影响了企业的竞争力。步进梁式加热炉是个非常复杂的过程控制系统,其具有非线性、多变量、强耦合性等特点。因此,难以对其建立精确的模型。常规的控制方法已经不能精确控制步进梁的步距,必须采用新的技术和更合适的控制方法。本论文以某钢铁厂的步进梁式加热炉为研究背景,通过深入研究加热炉的整体的生产过程和工艺流程,分析了步进梁式加热炉步距不稳定的各种原因。为了提高系统的步距自适应调整能力,采用西门子S7-400 PLC进行控制,在系统原有设备基础上,增加激光测距传感器。同时,又设计了模糊自适应控制器,实现对步进梁式加热炉步距的控制。利用调整后的控制规则,使得热钢坯始终可以准确落在出料辊上,免除了发生事故的危险,改良了生产设备的同时,也减轻了生产负担,增强了企业的发展潜力。在MATLAB/Simulink软件平台上对该模糊自适应系统进行了仿真研究,取得了满意的仿真结果。
解韶峰[10](2014)在《步进式再加热与热处理控制系统设计》文中研究表明步进式加热炉是冶金工业中的轧钢生产必不可少的关键设备。有效提升加热炉生产效率即利用率是现代冶金轧钢企业提高燃料利用率,节能降耗面临急需解决的主要问题。论文以某无缝管厂加工车间步进式再加热炉为研究背景。管材与半成品管经步进式加热炉加热后进行下一步轧制,步进炉加热所采用的燃料主要为天燃气、高炉煤气等,其电气控制系统采用PLC控制实现,温度控制以PID控制为主。通过采用分时复用的方式提高加热炉的使用效率,即利用轧制生产过程中的较长停顿时间以及轧制设备的检修时间将再加热炉的燃烧形式调节为热处理模式,实施对成品管材的“淬火”或“蘸火”处理提高产品质量及扩大产品种类。步进式再加热炉与热处理炉结构基本相同,控制形式基本相同,造提供了条件。本文设计的加热炉的自动控制系统包括物料传输控制系统和加热工艺过程控制系统两部分,前者包括:按钮、继电器、接触器、限位开关、变频器等以开关量为主,针对现场的电机的运动、液压元件的动作,保证物料的运行,属于电气控制;后者包括:温度采集、流量采集、压力采集等以模拟量为主,保证物料的温度,属于过程控制。本论文构建了基于现场总线的网络化系统方案,采用目前在轧管领域广泛使用的工控机为监测控制上位机,PLC为执行核心,工业局域网络为连接平台的网络化设备管控系统。整个网络体系分为三层:底层是基础设备层,由现场的检测设备、执行设备组成的;中间层为西门子PLC及Profibus总线架构上的信息、指令传输层,由PLC、I/O模块及各类设备的操作站等组成,实施接收现场的检测设备的信息并向执行设备发出动作指令;最高层为上位机控制核心层由工控机以及其它设备组成操作员站(工程师站),基于工业以太网实现对核心的PLC监控,并为更高管理层提供信息接口。本论文进行了软硬件设计工作,对炉膛的燃烧控制中的温度与空气的调节,根据不同的工艺要求采用简单PID、串级双交叉等控制策略,增强了加热系统的稳定性和抗干扰的能力。对现有的设备进行科学的改造使之具备分时复用的能力,且电气控制和过程控制共用一套PLC,大大节约了硬件建设的成本,有效的实现节能降耗和提高产品质量的目标。
二、DCS自适应智能控制在步进梁加热炉燃烧控制系统中应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、DCS自适应智能控制在步进梁加热炉燃烧控制系统中应用(论文提纲范文)
(1)基于自动燃烧的轧钢加热炉控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外相关研究 |
1.2.2 国内相关研究现状 |
1.3 预期创新点 |
1.4 研究方法和研究内容 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 论文结构 |
第2章 加热炉燃烧系统控制理论 |
2.1 加热炉工艺概况 |
2.2 燃烧系统 |
2.3 双蓄热步进式加热炉的燃烧控制 |
2.3.1 双蓄热步进式加热炉的炉温控制 |
2.3.2 动态空燃比 |
第3章 加热炉的自动化控制系统总体设计 |
3.1 自动化系统的总体结构 |
3.2 上位机监控系统 |
3.3 PLC控制系统结构 |
3.3.1 PLC硬件组态 |
3.3.2 信号采集传感器简介 |
3.3.3 信号数据的分析与处理 |
3.4 自动燃烧控制系统设计 |
3.5 加热炉压力控制系统的设计 |
3.5.1 炉膛负压控制系统设计 |
3.5.2 恒压控制调节气体流量的目的 |
3.5.3 恒压控制的方案设计 |
3.6 自动燃烧换向控制系统的设计 |
3.6.1 自动式烧嘴换向控制模式 |
3.6.2 分散式换向控制策略 |
3.7 本章小结 |
第4章 自动燃烧轧钢加热炉控制 |
4.1 加热炉控制系统 |
4.2 炉膛压力控制 |
4.3 加热炉炉温模型建立 |
4.3.1 模糊PID控制 |
4.3.2 数据通讯 |
4.3.3 物料跟踪 |
4.3.4 钢坯加热数学模型 |
4.3.5 标准加热工艺数据库 |
4.3.6 加热炉内部自动调整 |
4.3.7 数据管理 |
4.3.8 系统工作主界面 |
第5章 自动燃烧的轧钢加热炉控制系统运行测试 |
5.1 运行总体情况 |
5.2 钢温控制方面 |
5.3 钢坯通条温差 |
5.4 煤气单耗和氧化烧损 |
5.5 控制系统软件系统测试 |
5.5.1 温度跟踪 |
5.5.2 生产报表 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 A PLC控制程序 |
附录 B 自动燃烧系统控制程序 |
致谢 |
在学期间研究成果 |
(2)加热炉燃烧效能在线智能检测与优化控制系统的设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 加热炉工艺说明 |
1.2.1 加热炉种类 |
1.2.2 加热炉结构介绍 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 温度监测研究现状 |
1.3.2 气体检测研究现状 |
1.3.3 加热炉燃烧优化控制研究现状 |
1.4 论文主要研究内容及章节 |
第二章 论文相关原理知识 |
2.1 钢坯温度检测基本原理简介 |
2.1.1 普朗克辐射定律 |
2.1.2 维恩位移定律 |
2.1.3 斯蒂芬-玻耳兹曼定律 |
2.1.4 基尔霍夫定律 |
2.1.5 基于近红外图像比色测温技术原理 |
2.2 气体检测技术基本原理 |
2.2.1 可调谐二极管激光吸收光谱技术原理 |
2.2.2 波长调制技术 |
2.2.3 谐波检测技术 |
2.3 本章小结 |
第三章 加热炉燃烧效能在线智能检测与优化控制系统的设计与构成 |
3.1 系统主要构成 |
3.2 系统主要硬件介绍 |
3.2.1 高精度红外全视场温度探测器 |
3.2.2 角反射式气体检测激光器 |
3.2.3 其他主要硬件 |
3.3 系统主要功能及特点 |
3.4 系统工作流程 |
3.5 本章小结 |
第四章 加热炉在线检测技术与加热炉智能优化控制研究 |
4.1 红外全视场钢坯测温模块 |
4.1.1 温度标定 |
4.1.2 温度模型验证 |
4.1.3 红外全视场钢坯测温技术 |
4.2 炉膛气体成分浓度检测模块 |
4.3 加热炉智能优化控制方案设计 |
4.4 加热炉智能优化控制理论分析 |
4.4.1 基于阀门开度的模糊专家控制 |
4.4.2 空燃比自寻优研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 系统软件开发设计 |
5.1 软件的实现 |
5.1.1 软件需求简述 |
5.1.2 软件技术特点 |
5.2 软件功能具体介绍 |
5.2.1 软件启动及退出 |
5.2.2 视频画面实时显示功能 |
5.2.3 钢坯温度和炉膛气体浓度显示功能 |
5.2.4 图像内画线和点击测温功能 |
5.2.5 数据保存和远程访问功能 |
5.2.6 OPC通信功能 |
5.2.7 钢坯识别功能 |
5.3 本章小结 |
第六章 应用结果与分析 |
6.1 在线检测结果分析 |
6.1.1 钢坯温度检测结果分析 |
6.1.2 炉膛气体浓度检测结果分析 |
6.2 系统应用结果 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
1 结论 |
2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(3)回转窑焚烧炉先进控制策略研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 危险废物处理国内外现状 |
1.2.2 回转窑焚烧炉控制国内外研究现状 |
1.3 主要内容 |
第二章 回转窑焚烧炉工艺分析与控制系统设计 |
2.1 回转窑焚烧炉工艺 |
2.1.1 危废处理工艺流程简介 |
2.1.2 回转窑焚烧炉对象介绍 |
2.2 回转窑焚烧炉控制系统设计 |
2.3 回转窑焚烧炉系统关键控制回路分析 |
2.4 生产现场存在的问题 |
2.5 本章小结 |
第三章 回转窑焚烧炉先进控制系统设计 |
3.1 回转窑焚烧炉炉温动态模型建立 |
3.1.1 建模方案确定 |
3.1.2 数据采集及预处理 |
3.1.3 炉温动态模型建立 |
3.1.4 模型验证 |
3.2 广义预测控制算法分析 |
3.3 回转窑焚烧炉先进控制系统设计 |
3.3.1 炉温广义预测控制回路设计 |
3.3.2 炉膛压力前馈PID控制回路设计 |
3.4 先进控制仿真实验及分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 回转窑焚烧炉先进控制系统方案优化与实现 |
4.1 系统方案优化 |
4.1.1 无扰切换 |
4.1.2 抗饱和优化 |
4.1.3 空燃比失配 |
4.2 回转窑焚烧炉先进控制方案实现 |
4.2.1 数据通讯 |
4.2.2 回转窑焚烧炉先进控制系统硬件设计 |
4.2.3 图形界面设计 |
4.2.4 通讯连接测试 |
4.3 回转窑焚烧炉先进控制方案参数整定 |
4.3.1 GPC控制器参数整定 |
4.3.2 PID控制器参数整定 |
4.4 投运效果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 回转窑焚烧炉炉温滑模控制器设计与仿真 |
5.1 滑模控制理论基础 |
5.1.1 滑模控制简介 |
5.1.2 滑动模态概念及特性 |
5.1.3 滑模控制定义 |
5.1.4 滑模控制系统的动态品质 |
5.2 滑模控制器设计 |
5.2.1 滑模面设计 |
5.2.2 控制律设计 |
5.3 基于Smith预估的滑模控制器设计 |
5.3.1 Smith预估补偿控制原理 |
5.3.2 基于Smith预估的传统滑模控制器设计 |
5.3.3 基于Smith预估的自适应全程积分滑模控制器设计 |
5.4 系统仿真分析 |
5.4.1 滑模控制器有无自适应仿真 |
5.4.2 控制器仿真对比 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 课题总结 |
6.2 课题展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(4)基于神经网络的蓄热式加热炉的温度控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 国内外蓄热式加热炉的温度控制研究 |
1.3 本课题研究的工作及背景 |
1.4 本课题研究的工作及内容 |
第2章 蓄热式加热炉的工作原理 |
2.1 蓄热式加热炉的工艺流程 |
2.1.1 蓄热式加热炉的设备 |
2.2 蓄热式加热炉的工作方式 |
第3章 常规PID与神经网络算法 |
3.1 常规PID控制的算法 |
3.1.1 PID的控制原理 |
3.1.2 双限幅控制的简介 |
3.1.3 双交叉限幅PID方式控制的算法 |
3.2 神经网络的概念 |
3.3 人工神经网络优缺点 |
3.4 控制方法的提出 |
3.5 BP神经网络的算法 |
3.6 NNM在线预测控制对象的模型 |
第4章 神经网络的PID在加热炉温度控制的应用 |
4.1 BP神经网络控制PID的设计 |
4.1.1 BP神经网络控制的PID |
4.2 BP神经网络的结构及学习 |
4.3 神经网络结构的确定 |
4.4 BP网络的向前网络计算 |
4.4.1 BP网络权值的计算 |
4.4.2 BP网络权值的调整规则 |
4.5 学习算法的过程 |
4.5.1 BP神经网络样本 |
第5章 仿真实验 |
5.1 Wincc与 Matlab的连接 |
5.2 加热炉仿真平台炉温仿真 |
5.3 Matlab仿真模型 |
结论 |
参考文献 |
附录 A 神经网络S-FUNCTION函数 |
致谢 |
导师简介 |
企业导师简介 |
作者简介 |
学位论文数据集 |
(5)中空钢生产线步进式加热炉自控系统的研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 本课题的研究进展 |
1.2.1 国外加热炉控制理论研究概况 |
1.2.2 国内加热炉控制理论研究概况 |
1.3 本课题主要研究内容 |
第二章 需求分析与总体设计 |
2.1 引言 |
2.1.1 步进式加热炉系统 |
2.1.2 燃烧控制系统 |
2.1.3 顺序控制系统 |
2.2 燃烧控制系统控制 |
2.2.1 燃烧控制方法 |
2.2.2 基于空燃比的燃烧控制策略 |
2.2.3 双交叉限幅控制 |
2.3 顺序控制系统控制 |
2.3.1 坯料输送系统 |
2.3.2 顺序控制系统 |
2.4 PLC系统设计 |
2.5 小结 |
第三章 步进式加热炉控制方法详细设计 |
3.1 引言 |
3.2 燃烧控制系统设计 |
3.2.1 温度控制设计 |
3.2.2 压力控制设计 |
3.2.3 流量控制设计 |
3.3 顺序控制系统设计 |
3.3.1 工艺流程分析 |
3.3.2 装料控制及连锁关系设计 |
3.3.3 步进机构运行控制及连锁关系设计 |
3.3.4 出料控制及连锁关系设计 |
3.3.5 PLC控制器设计 |
3.4 编程及实现 |
3.4.1 系统设计 |
3.4.2 控制逻辑流程图 |
3.5 小结 |
第四章 加热炉控制系统实施验证 |
4.1 引言 |
4.2 双交叉限幅及空煤气比例自动调节 |
4.2.1 煤气比例自动调节温控仿真 |
4.2.2 双交叉限幅控制仿真 |
4.3 换热器前烟气超温报警并自动掺冷风 |
4.4 钢坯输送连锁 |
4.5 脉冲控制 |
4.6 控制逻辑优化设计 |
4.6.1 常规PID控制 |
4.6.2 模糊PID控制 |
4.7 小结 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 |
(6)步进梁加热炉炉温综合优化控制策略研究(论文提纲范文)
创新点摘要 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及来源 |
1.2 步进梁加热炉发展、工艺及控制系统简介 |
1.2.1 步进梁加热炉国内外发展概况 |
1.2.2 步进梁加热炉工艺分析 |
1.2.3 步进梁加热炉控制系统简介 |
1.3 步进梁加热炉控制技术研究概况 |
1.3.1 炉内传热过程数学模型 |
1.3.2 炉温智能化控制技术 |
1.3.3 加热炉先进燃烧控制技术 |
1.3.4 热处理过程控温技术工程应用概况 |
1.4 目前步进梁加热炉温度控制中存在的问题 |
1.5 本文主要内容 |
第2章 步进炉加热过程炉温动态建模与辨识 |
2.1 步进炉炉温动态建模及辨识 |
2.1.1 辨识方案的确定 |
2.1.2 炉温动态模型辨识过程 |
2.2 炉温动态模型的状态空间表达 |
2.3 辨识模型测试 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于传热过程模型的铜锭温度分布预测及炉温设定 |
3.1 铜锭内热过程数学模型 |
3.1.1 铜锭基本导热方程 |
3.1.2 导热模型的工程简化 |
3.1.3 导热过程模型边界条件的计算 |
3.2 铜锭温度分布的离散化求解 |
3.3 铜锭受热过程温度分布的计算仿真 |
3.4 铜锭内部温度分布拖偶测试 |
3.5 基于传热机理的炉温优化设定 |
3.5.1 炉温设定的公式依据及步骤 |
3.5.2 炉温设定在步进炉中的应用 |
3.6 本章小结 |
第4章 不确定炉温系统H_∞鲁棒稳定性分析 |
4.1 基本理论 |
4.1.1 线性矩阵不等式 |
4.1.2 Lyapunov稳定性理论 |
4.1.3 相关引理 |
4.2 问题描述 |
4.3 不确定炉温系统鲁棒稳定性分析 |
4.4 仿真研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 热电偶传感器故障下不确定时滞炉温系统非脆弱容错控制 |
5.1 热电偶传感器故障模型 |
5.1.1 热电偶测温传感器 |
5.1.2 热电偶故障情况分析 |
5.1.3 热电偶故障数学模型 |
5.2 输入和状态定常时滞下不确定炉温系统非脆弱容错控制 |
5.2.1 问题描述 |
5.2.2 非脆弱无记忆状态反馈控制器设计 |
5.2.3 非脆弱有记忆状态反馈控制器设计 |
5.2.4 仿真研究 |
5.3 状态与控制输入存在时变时滞下系统非脆弱容错控制设计 |
5.3.1 问题描述 |
5.3.2 炉温状态及控制环节存在时变时滞下非脆弱容错控制器设计 |
5.3.3 仿真研究 |
5.4 工程应用测试 |
5.5 本章小结 |
第6章 多状态时滞炉温系统的鲁棒保性能容错控制 |
6.1 问题描述 |
6.2 鲁棒保性能容错控制设计 |
6.3 仿真研究 |
6.4 工程应用测试 |
6.5 本章小结 |
第7章 多段位程控脉冲燃烧分频控制设计 |
7.1 脉冲燃烧及改进思路 |
7.2 程控位式脉冲燃烧设计 |
7.2.1 烧嘴燃烧时序控制 |
7.2.2 烧嘴燃烧状态设定及工作周期的计算 |
7.2.3 位式脉冲燃烧的实施步骤 |
7.3 位式脉冲燃烧在步进炉控温区的实施 |
7.3.1 保温二区烧嘴输出功率的分段设定 |
7.3.2 保温二区烧嘴工作时序 |
7.3.3 不同脉冲燃烧模式下烧嘴供热配比比较 |
7.4 不同燃烧控制方法应用效果比较分析 |
7.4.1 不同脉冲燃烧控制方式下炉温输出表现 |
7.4.2 热处理效果及热轧带卷性能比较 |
7.5 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 内容总结 |
8.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 步进炉加热过程采集工业数据列表 |
攻读博士学位期间公开发表成果 |
致谢 |
作者简介 |
(7)蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 课题研究意义 |
1.3 国内外加热炉控制研究概况 |
1.3.1 国内加热炉控制研究概况 |
1.3.2 国外加热炉控制研究概况 |
1.4 本文内容与安排 |
第2章 加热炉工艺与控制系统 |
2.1 加热炉工艺 |
2.1.1 步进式加热炉 |
2.1.2 蓄热式加热炉 |
2.1.3 研究对象介绍 |
2.2 加热炉控制系统介绍 |
2.3 加热炉主要控制回路介绍 |
2.4 本章小结 |
第3章 炉温广义预测控制器设计与实现 |
3.1 加热炉炉温控制分析 |
3.2 广义预测控制算法简介 |
3.3 炉温广义预测控制器设计 |
3.3.1 炉温广义预测控制回路设计 |
3.3.2 广义预测控制器硬件结构设计 |
3.3.3 广义预测控制器图形界面设计 |
3.3.4 广义预测控制器效果仿真分析 |
3.4 炉温广义预测控制器实现 |
3.4.1 工控机部署 |
3.4.2 内回路参数整定 |
3.4.3 炉温对象模型辨识 |
3.4.4 广义预测控制器整定与投运 |
3.4.5 其他调整 |
3.5 本章小结 |
第4章 待轧时控制策略设计 |
4.1 待轧工况介绍 |
4.2 加热炉温度对象建模及分析 |
4.3 多模型控制策略 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 本文工作内容总结 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(8)基于PLC的步进梁式加热炉监控系统的分析与设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.1.1 加热炉的分类与技术特点 |
1.1.2 步进梁式蓄热加热炉 |
1.1.3 余热利用蓄热技术 |
1.2 加热炉研究现状 |
1.2.1 加热炉的系统状况 |
1.2.2 加热炉微机系统控制的重要作用 |
1.3 加热炉控制系统研究目和研究思路 |
1.4 本文的主要研究内容及结构 |
第2章 可编程控制器与WINCC过程监视系统 |
2.1 可编程控制器(PLC) |
2.1.1 PLC(可编程控制器)的发展历程 |
2.1.2 PLC(可编程控制器)的工作流程与结构 |
2.1.3 PLC模块选型 |
2.2 WINCC过程监控简述 |
2.3 本章小结 |
第3章 步进梁式加热炉的技术规范 |
3.1 加热炉生产工艺流程 |
3.2 步进梁式加热炉炉型和尺寸及炉体结构 |
3.2.1 步进梁式加热炉炉型 |
3.2.2 基本尺寸 |
3.2.3 炉体结构 |
3.2.4 步进梁式加热炉燃烧方式 |
3.3 加热炉蓄热式燃烧系统 |
3.3.1 燃烧系统构成 |
3.3.2 蓄热式烧嘴 |
3.3.3 换向装置 |
3.4 本章小结 |
第4章 步进梁式加热炉PLC控制系统的设计 |
4.1 引言 |
4.2 仪表检测控制系统的特点 |
4.3 加热炉控制系统主要控制功能 |
4.3.1 高炉煤气的安全监控 |
4.3.2 燃烧控制与炉内温度 |
4.3.3 换向控制 |
4.3.4 炉膛压力控制 |
4.3.5 排烟温度控制 |
4.3.6 保护措施和安全措施 |
4.3.7 燃烧自动保护设备 |
4.4 汽化冷却系统主要控制功能 |
4.4.1 汽包水位控制 |
4.4.2 汽包压力自动控制 |
4.4.3 步进梁水回路控制与检测 |
4.4.4 水封槽水位控制与检测 |
4.4.5 软水箱水位控制与检测 |
4.4.6 地坑水位控制与检测 |
4.4.7 除氧器液位控制与检测 |
4.4.8 除氧器压力调节 |
4.4.9 循环水泵连锁控制 |
4.4.10 给水泵连锁 |
4.4.11 步进梁式加热炉本体主要检测控制点 |
4.5 传感器选择 |
4.5.1 温度传感器选择 |
4.5.2 压力传感器选择 |
4.5.3 流量传感器选择 |
4.5.4 位置传感器选择 |
4.6 软件设计 |
4.6.1 设计流程 |
4.6.2 STEP7组态过程 |
4.6.3 STEP7编程过程 |
4.7 本章小结 |
第5章 步进梁式加热炉监控系统WINCC设计 |
5.1 加热炉WINCC监控系统设计 |
5.2 监控画面设计 |
5.2.1 主画面 |
5.2.2 加热1段画面 |
5.2.3 加热2段画面 |
5.2.4 加热3段画面 |
5.2.5 均热段画面 |
5.2.6 一氧化碳画面 |
5.2.7 汽化画面 |
5.3 监控界面设计过程 |
5.4 本章小结 |
第6章 安装与调试 |
6.1 设备安装 |
6.2 仿真调试 |
6.3 单体试车 |
6.4 联动试车 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
附录A 流程图 |
(9)基于PLC的步进梁式加热炉步距模糊自适应控制(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 步进梁式加热炉概况 |
1.2.1 加热炉发展历史 |
1.2.2 加热炉发展现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 步进梁式加热炉系统介绍 |
2.1 步进梁式加热炉系统组成 |
2.1.1 加热炉的炉体 |
2.1.2 进出料设备 |
2.1.3 步进机械 |
2.1.4 燃烧系统 |
2.1.5 汽化冷却系统 |
2.1.6 加热炉自动控制系统 |
2.2 加热炉的运动控制 |
2.2.1 钢坯进料控制 |
2.2.2 步进梁的运动控制 |
2.2.3 出料控制 |
2.3 加热炉运动过程存在的问题分析 |
第三章 模糊自适应控制理论 |
3.1 引言 |
3.2 模糊控制基本原理 |
3.2.1 模糊控制器结构 |
3.2.2 模糊化运算 |
3.2.3 数据库 |
3.2.4 规则库 |
3.2.5 模糊推理和清晰化计算 |
3.3 模糊自适应控制理论 |
第四章 模糊自适应控制在加热炉系统中的应用 |
4.1 步距的模糊自适应控制的硬件介绍 |
4.2 步距控制的软件编程介绍 |
4.2.1 步距的模糊自适应控制器的设计 |
4.2.2 步距的模糊自适应控制器的PLC软件编程 |
4.3 步进梁式加热炉的步距模糊自适应控制系统仿真 |
第五章 总结与展望 |
5.1 论文总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(10)步进式再加热与热处理控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源背景及研究意义 |
1.2 步进式加热炉系统背景及现状 |
1.2.1 步进式加热炉背景及现状 |
1.2.2 步进式加热炉控制系统背景及发展现状 |
1.3 加热炉主要技术的发展现状 |
1.3.1 PLC 背景及发展现状 |
1.3.2 现场总线技术的背景及现状 |
1.4 课题设计的主要内容 |
2 电气控制系统设计 |
2.1 概述 |
2.1.1 再加热工艺 |
2.1.2 热处理工艺 |
2.2 物料传送工艺流程及相关控制说明 |
2.3 加热炉电气控制方案概述 |
2.3.1 炉门控制系统 |
2.3.2 步进梁控制系统 |
2.3.3 传输辊道控制 |
3 过程控制系统设计 |
3.1 概述 |
3.2 加热炉工艺结构 |
3.3 过程控制系统的目的 |
3.4 温度过程控制方案 |
3.5 温度过程控制任务 |
3.5.1 主要需满足的原料条件和要求 |
3.5.2 设备的技术规格说明 |
3.5.3 燃气流量空气流量双闭环比值控制原理 |
3.5.4 双交叉限幅燃烧控制 |
3.5.5 空燃比的确定 |
3.5.6 空气、燃气流量温压补正分析 |
3.5.7 炉膛压力控制分析 |
4 系统的硬件设计 |
4.0 整体方案设计 |
4.1 机械设备选型 |
4.2 过程控制自动化仪表 |
4.3 PLC 选型 |
4.4 输入输出模块选择 |
4.5 其他设备选型 |
4.6 主要电气原理图 |
4.6.1 辊道控制 |
4.6.2 炉膛温度控制 |
4.6.3 步进梁控制 |
4.6.4 液压站主电路 |
4.6.5 供电电源及干油主回路 |
5 系统软件设计 |
5.1 上位机监控设计 |
5.2 PLC 程序设计 |
5.2.1 步进梁 PLC 程序设计 |
5.2.2 物料移动 PLC 程序流程 |
5.2.3 物料流向 PLC 程序流程 |
5.2.4 辊道顺序控制 |
5.2.5 炉门步进梁程序流程 |
5.2.6 炉温 PLC 程序设计 |
结束语 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
四、DCS自适应智能控制在步进梁加热炉燃烧控制系统中应用(论文参考文献)
- [1]基于自动燃烧的轧钢加热炉控制系统研究[D]. 李明辉. 华北理工大学, 2020(02)
- [2]加热炉燃烧效能在线智能检测与优化控制系统的设计[D]. 葛军成. 安徽大学, 2020(07)
- [3]回转窑焚烧炉先进控制策略研究与应用[D]. 王浩. 天津工业大学, 2020(02)
- [4]基于神经网络的蓄热式加热炉的温度控制研究[D]. 熊延辉. 华北理工大学, 2019(03)
- [5]中空钢生产线步进式加热炉自控系统的研究与应用[D]. 谭国霞. 中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院), 2017(04)
- [6]步进梁加热炉炉温综合优化控制策略研究[D]. 胡玲艳. 大连海事大学, 2017(02)
- [7]蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现[D]. 袁鑫. 中国科学技术大学, 2016(09)
- [8]基于PLC的步进梁式加热炉监控系统的分析与设计[D]. 王永奎. 燕山大学, 2016(02)
- [9]基于PLC的步进梁式加热炉步距模糊自适应控制[D]. 王敏. 合肥工业大学, 2016(02)
- [10]步进式再加热与热处理控制系统设计[D]. 解韶峰. 内蒙古科技大学, 2014(02)