基于工控机的热风炉状态监控系统的设计

论文摘要

热风炉燃烧控制系统的控制品质直接关系到整个机组的安全和经济运行。目前国内广泛采用的常规PID控制方案其控制效果并不理想。本课题针对井下加暖矿用热风炉,开发了一套状态监控系统。首先对构成热风炉燃烧换热装置的关键子系统进行了分析;论文讨论了热风炉温度模糊控制器的设计,对调节阀的模糊控制原理进行了详细研究。通过对几种控制方案的比较,选用工控机与数据采集卡相结合的控制方案,精简了控制系统的结构,降低了维护成本。最后,文章对热风炉控制系统的具体实现过程进行了研究,对各功能模块的接口电路进行研究和实现;采用软件编写了监控界面,利用后台数据库处理实时数据,实现了远程监控。现场测试结果表明,该智能控制系统能够取得更加有效的控制效果。目前,该系统已成功应用于煤矿实际作业中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 热风炉控制系统研究现状及存在的问题
• 1.3 热风炉智能控制研究的意义
• 1.4 本论文所做的主要工作
• 第二章 热风炉工艺流程及其控制要求
• 2.1 功能规划和设计任务分析
• 2.2 热风炉燃烧换热装置的工作原理
• 2.2.1 运行流程
• 2.2.2 工作状态的转换
• 2.2.3 与间壁式燃烧换热装置的比较
• 2.3 控制目标
• 第三章 模糊控制器的设计
• 3.1 几种智能控制方法的比较研究
• 3.1.1 常规PID控制算法
• 3.1.2 神经网络
• 3.1.3 模糊控制算法
• 3.2 模糊控制器的设计原理
• 3.3 热风炉温度模糊控制器的设计
• 第四章 热风炉智能监控系统的硬件设计
• 4.1 热风炉状态监控系统的主要功能
• 4.2 监控系统结构
• 4.3 IPC-810A工控机
• 4.4 数据采集卡
• 4.4.1 数据采集卡概述
• 4.4.2 PCL-818L数据采集卡
• 4.4.3 PCLD-8115 端子板
• 4.5 压力变送器
• 4.5.1 4-20mA标准电流信号
• 4.5.2 压力变送器EA-P100
• 4.5.3 压力变送器的接线方法
• 第五章 主机监控系统的软件设计
• 5.1 监控软件的实时性要求
• 5.2 监控系统软件的功能及主流程
• 5.2.1 软件整体功能
• 5.2.2 软件主流程
• 5.3 PCL-818L的软件编程
• 5.3.1 用Visual C++ 进行编程
• 5.3.2 例程变量的定义及采集卡的初始化
• 5.3.3 PCL-818L I/O控制
• 5.3.4 PCL-818L模拟量输入与输出
• 5.3.5 用文件方法存取数据
• 5.4 数据库访问的实现
• 5.4.1 数据库访问技术
• 5.4.2 数据库表的设计
• 5.4.3 数据访问的实现
• 5.5 功能模块实现
• 第六章 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况