铅锌冶炼交流电弧炉湿度和电流智能控制系统

论文摘要

交流电弧炉是一种把电弧能转变为热能的冶炼设备，它采用大功率的特殊变压器供电，其电弧炉的温度、三相电流的平衡是设备的二个重要控制参数。本文针对铅锌冶炼交流电弧炉非线性、多变量、强耦合等特点，引入现代控制理论和技术构成一个三级控制模式——进程级、单元级和驱动级；采用温度控制外环和电流平衡控制内环的双闭环结构实现电弧炉温度和电极三相电流平衡的智能集成控制。温度外环由模糊专家系统根据实际的炉况信息得出合理的温度进程和电流进程信号，再结合变压器的特性和节能等因素作为约束条件，经专家优化决策后给三相电流平衡内环提供最佳的三个电极电流指令信号；电流平衡控制内环以指令电流快速跟踪和电极波动最小为目标，通过智能方法将指令电流和反馈电流的偏差划分为不同的档次，采用专家模糊解耦智能控制实现三个电极电流平衡。控制系统有效保证了电弧炉三相电流的平衡和生产工艺对温度的需求。 系统以工控机为中心，配以高性能的模块化外设组成一体化的计算机控制系统作为系统的硬件基础。采用硬件和软件的抗干扰措施，确保系统的稳定性和高可靠性。而基于Web管理的系统可以实现系统的远程监控和管理。 实际运行证明：该系统有功能齐全、界面友好、便于操作、适应性强的优点；同时能实时自适应炉况状态的变化，能提高生产效率，降低电能及电极消耗。并具有良好的社会效益和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 项目研究的目的和意义
• 1.2 交流电弧炉控制系统的现状
• 1.3 任务来源
• 1.4 国内、外研究状况及发展趋势
• 第2章 智能集成控制系统理论
• 2.1 系统的理论依据
• 2.2 智能控制简介
• 2.2.1 智能控制的定义
• 2.2.2 传统控制理论在应用中面临的难题
• 2.2.3 智能控制系统的功能
• 2.2.4 智能控制的基本要素
• 2.2.5 智能控制面临挑战的控制领域
• 2.2.6 智能控制的特点
• 2.2.7 智能控制器的一般结构
• 2.2.8 智能控制系统的类型
• 2.3 模糊控制
• 2.4 神经网络法
• 2.4.1 神经网络概述
• 2.4.2 多层前向网络
• 2.4.3 BP算法
• 2.5 专家系统
• 2.5.1 专家系统的结构
• 2.5.2 专家系统的一般求解步骤
• 2.6 智能控制实现方法
• 第3章 系统三级控制体系
• 3.1 系统简介
• 3.2 系统三级控制体系
• 3.2.1 智能控制系统进程级
• 3.2.2 智能控制系统单元级
• 3.2.3 智能控制系统驱动级
• 3.3 智能控制系统的结构与实现
• 3.3.1 温度控制外环
• 3.3.2 三相电流平衡控制内环
• 3.3.3 大功率双向可控硅无触点电机控制装置
• 第4章 智能控制系统的研制
• 4.1 系统的工作原理简述
• 4.2 系统硬件设计
• 4.3 硬件可靠性和抗干扰技术
• 4.3.1 主要干扰源
• 4.3.2 抗干扰设计
• 4.4 系统的软件设计
• 4.4.1 实时数据模块
• 4.4.2 控制算法模块
• 4.4.3 控制输出模块
• 4.4.4 系统参数整定模块
• 4.4.5 历史数据模块
• 4.4.6 报警模块
• 4.4.7 帮助模块
• 4.5 基于Web管理的系统
• 4.6 软件系统关键技术
• 4.6.1 高精度、高速A／D采样
• 4.6.2 多通道DMA数据采集
• 4.6.3 一阶递推数字滤波法
• 4.6.4 包技术
• 4.6.5 基于TCP／IP的网络通讯
• 4.6.6 算法的实现
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B（控制系统装置外观图）
• 附录C（温度、电流变化趋势图）
• 附录D（系统控制软件界面）