干熄焦生产过程控制系统的设计与实现

论文摘要

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。

论文目录

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