基于现场总线的高炉水处理系统研究

论文摘要

随着国民经济的发展,钢铁的需求急剧增加。钢铁工业已经成为国民经济发展的重要支柱。六号高炉是某钢厂“十五”规划的重点效益工程,其中高炉水处理系统是保证高炉正常生产运行的重要辅助环节。高炉水处理系统中包括软水制备系统、密闭循环系统、净环水系统、炉喉洒水系统、煤气洗涤系统五个部分。作者采用美国A-B公司的RSView32?操作站监控软件和PLC组态软件ControlLogix5550实现主站与从站之间的数据交换及数据处理以及主站对各个从站的监控及人机交互的可视性。该系统的RSView32?监控程序设计了系统主画面、工艺流程图画面、操作面板画面、报警记录显示画面、在线趋势图显示画面等几类画面。使操作员易于对过程数据、系统报警、信息和其他事件进行监视并作出响应。根据工艺要求,下位机主机（PLC）采用美国A-B公司的RSLogix5000软件设计了多种功能子程序:10KV泵子程序、3UF5泵启动子程序、软启动子程序和电动阀控制子程序。程序结构简洁,易于修改,调试方便。由于高炉软水密闭循环系统是一个多变量、非线性、时变性的控制系统,传统的PID调节器存在超调量大,调节时间长,参数不易实时在线调整的缺点。本文采用二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID控制器对传统PID液位控制进行了改进,克服了传统PID控制器上述缺点,实现了超调量小且无静差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 过程控制系统的发展简介
• 1.2 现场总线的应用现状及存在的问题
• 1.3 智能控制在工业过程控制中的应用现状
• 1.4 研究背景、目的及意义
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 高炉水处理控制系统的网络结构
• 2.1 自动化控制网络及通信
• 2.1.1 以太网（Ethernet）
• 2.1.2 控制网（ControlNet ）
• 2.1.3 设备网（DeviceNet ）
• 2.2 ControlLogix 系统通信网络结构
• 2.3 高炉水处理控制系统结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 高炉水处理控制系统的软硬件设计
• 3.1 高炉水处理工艺介绍
• 3.2 高炉水处理控制系统的软件平台
• 3.2.1 RSLinx 通信软件
• 3.2.2 RSLogix 编程软件
• 3.2.3 RSView32 控制界面软件
• 3.3 高炉水处理控制系统的硬件设计
• 3.3.1 系统配置组态
• 3.4 高炉水处理控制系统的软件设计
• 3.4.1 操作站软件设计
• 3.4.2 PLC 软件编程
• 3.5 本章小结
• 第四章 采用改进PID 算法的液位控制系统模型及仿真
• 4.1 传统PID 控制算法的局限性
• 4.2 单神经元自适应PID 控制系统的构成及其学习算法
• 4.3 采用二次型性能指标学习算法的单神经元自适应PID 控制器的实现
• 4.4 改进PID 的高炉水处理系统液位控制仿真
• 4.5 本章小结
• 本文总结
• 参考文献
• 致谢