基于模糊控制技术的智能风机系统研究与应用

论文摘要

对炼钢高炉除尘风机的精确变频控制是实现节能改造的有效手段,成为现代钢铁企业普遍采取的一种技术。论文以首钢集团长治炼钢厂的炼钢高炉除尘系统改造为背景,对炼钢高炉除尘风机的变频控制及其相关技术进行研究,取得如下创新性研究成果。1)在介绍变频调速基本原理及风机智能特性的基础上,采用红外温度传感器、继电器、信号采集卡、工控机等设计并制作了除尘风机变频节能控制系统硬件及接口转换模块：2)基于模糊控制技术和Lab VIEW平台完成了系统的软件设计及编程,实现了对温度传感器信号的采集及对变频器的模糊化控制；3)基于串口通信原理和modbus通信协议,设计了串口通信程序,实现了控制中心与现场节点间双向数据的获取与传输功能；4)通过对软硬件系统的安装和对程序阂值及变频器各参数的设置,完成了智能变频风机系统的联合调试。系统具备状态显示、数据显示与存储存储、波形绘制、故障报警等功能模块,可根据现场工作状况方便地更改系统参数,实现对炼钢高炉除尘风机模糊控制的功能。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 国内外同类技术的发展现状
• 1.2.1 变频调速技术
• 1.2.2 模糊控制技术
• 1.2.3 虚拟仪器技术
• 1.3 论文目的和意义
• 1.4 论文主要内容
• 2 风机变频调速原理
• 2.1 变频调速系统的基本原理
• 2.2 风机节能原理
• 2.2.1 风机特性曲线
• 2.2.2 管网的风阻特性
• 2.2.3 风机调速原理
• 2.3 变频器的结构分类与选择
• 2.4 空冷型完美无谐波高压变频器
• 2.4.1 标准完美无谐波变频器的技术参数
• 2.5 本章小结
• 3 智能风机系统模糊控制器的设计
• 3.1 智能控制的产生
• 3.2 模糊控制系统的构成及原理
• 3.2.1 模糊控制系统的构成
• 3.2.2 模糊控制器的原理
• 3.3 模糊控制器的设计方法
• 3.3.1 模糊控制器的结构选择
• 3.3.2 模糊化和模糊规则的选取
• 3.3.3 模糊推理和解模糊化
• 3.4 LabVIEW环境下模糊控制器的实现
• 3.4.1 LabVIEW模糊逻辑工具箱简介
• 3.4.2 模糊控制器的实现
• 3.4.3 模糊控制器输入输出性能仿真测试
• 3.5 本章小结
• 4 智能控制系统的硬件设计
• 4.1 传感器
• 4.1.1 红外温度传感器的选型规格
• 4.1.2 红外温度传感器的工作原理
• 4.2 继电器
• 4.2.1 电磁继电器的结构和工作原理
• 4.3 信号调理及信号采集
• 4.3.1 信号调理
• 4.3.2 采集卡的性能指标和特点
• 4.4 RS232-485转接器
• 4.4.1 串口通信原理
• 4.4.2 RS232和RS485的区别
• 4.4.3 RS232和RS485转接器
• 4.4.4 连接方式
• 4.5 工控机和信号调理转接箱
• 4.5.1 工控机
• 4.5.2 信号调理转接箱
• 4.6 本章小结
• 5 智能变频风机系统的软件设计
• 5.1 虚拟仪器简介
• 5.1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较
• 5.1.2 虚拟仪器的软件LabVIEW
• 5.2 Modbus通信原理
• 5.2.1 Modbus协议简介
• 5.2.2 Modbus的传输模式
• 5.2.3 Modbus RTU通信协议的实现
• 5.3 软件设计部分
• 5.3.1 数据采集
• 5.3.2 数据处理模块
• 5.3.3 串口通信模块
• 5.3.4 数据设置和显示模块
• 5.3.5 数据存储及调出模块
• 5.3.6 诊断报警模块
• 5.4 本章小结
• 6 智能风机变频系统的应用
• 6.1 系统改造
• 6.1.1 除尘系统的操作模式
• 6.1.2 改造方案
• 6.2 现场应用效果
• 6.3 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简历