自动化炼铁技术的应用与研究

论文摘要

近年来,钢铁行业发展突飞猛进,国际钢材市场对国内钢材市场的冲击很大。为适应未来发展,和世界先进技术接轨,鞍钢一直在加大技术改造力度,生产能力和设备控制能力不断提高,生产规模逐渐扩大。自动化炼铁项目是鞍钢振兴和腾飞的关键项目之一,有着深远的意义。高炉自动化炼铁技术的成功应用从控制角度来说包含四个关键因素:精准的模型、精确的数据采集、人工智能信息处理和关键工艺设备的自动控制。本文的主要任务是通过对炼铁生产系统的深入研究,以提高铁水质量、提高热风炉热效率,实现水渣最佳配水量,达到降低生产成本的目的。采用先进的自动控制技术,达到对过程变量的实时检测,工艺流程的实时监控,过程参数的实时控制。首先文章阐述了国内外自动化炼铁过程控制的发展情况,简要介绍了自动化炼铁过程的工艺流程,论述了美国Honeywell公司PKS自动化炼铁过程控制系统的总体结构及在鞍钢炼铁总厂的实际应用。然后详细介绍了模糊控制基本原理,研究了高炉炼铁数学模型,提出了基于模糊控制的高炉炼铁智能控制方法,并将其应用到热风炉、冲渣水泵动态控制中。实现了热风炉温度管理,最佳冲渣配水,稳定了自动化炼铁过程。经过一年多的实际运行,结果表明,上述方法能够满足自动化炼铁过程控制的要求,表明本文设计的模糊控制系统是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 高炉生产工艺简述
• 1.3 高炉炼铁过程自动控制技术简介
• 1.3.1 近年来国内外建设的大中型现代高炉三电控制自动化系统
• 1.3.2 计算机集散控制系统（DCS）概述
• 1.3.2.1 集散控制系统的特点
• 1.3.2.2 集散控制系统的发展过程及典型产品
• 1.3.2.3 计算机集散控制系统的体系结构及功能
• 1.4 专家系统在高炉生产过程控制中的应用
• 1.5 课题的理论意义和应用价值
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第二章 模糊控制
• 2.1 模糊控制简介
• 2.1.1 经典和现代控制理论的局限性
• 2.1.2 模糊控制产生和发展
• 2.2 模糊控制数学基础
• 2.2.1 隶属度函数
• 2.2.2 模糊集合
• 2.2.3 模糊关系
• 2.3 基本模糊控制器
• 2.3.1 基本模糊控制器结构设计
• 2.3.2 基本模糊控制器设计注意事项
• 2.3.3 基本模糊控制器的种类
• 2.4 高级模糊控制器
• 2.4.1 控制规则可调整的模糊控制器
• 2.4.2 其他高级模糊控制器
• 第三章 自动化炼铁控制系统设计
• 3.1 系统概述
• 3.2 系统的控制和管理范围
• 3.3 系统的功能层次划分和应用功能分配
• 3.3.1 远程I/O
• 3.3.2 三电一体化控制系统电源
• 3.3.3 三电一体化控制系统接地
• 3.4 三电一体化控制系统配置
• 3.4.1 控制站6台
• 3.4.2 操作员站6台
• 3.4.3 高炉过程计算机系统
• 3.4.5 快速以太网络及网络连接件1套
• 3.4.6 彩色喷墨打印机及行式打印机一台
• 3.5 系统软件
• 3.6 PKS系统配置
• 3.7 炉顶控制系统概述
• 3.7.1 炉顶工艺单元电气控制功能描述
• 3.7.2 系统选择与设定
• 3.7.2.1 炉顶系统选择画面
• 3.7.2.2 炉顶布料料单的设定
• 3.7.2.3 料线与倾角设定
• 3.7.2.4 特殊布料画面设定
• 3.8 槽下上料控制系统概述
• 3.8.1 操作方式
• 3.8.2 各种设备运行的连锁条件
• 3.8.3 程序自动运行步骤
• 3.9 热风炉控制系统概述
• 第四章 模糊控制器在高炉的应用
• 4.1 热风炉操作预测模型
• 4.2 热风炉燃烧自动控制系统
• 4.2.1 热风炉传热模型
• 4.2.2 燃烧控制器
• 4.2.3 送风温度控制器
• 4.3 模糊控制在炼铁行业中的应用
• 4.4 料槽料罐等排出原料速度模糊控制系统
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢