西门子PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉和精炼炉中的应用

西门子PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉和精炼炉中的应用

一、Siemens PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉及精炼炉上应用(论文文献综述)

卫敏[1](2020)在《电弧炉电极调节器智能控制及远程监控》文中认为在当今工业炼钢过程中,电弧炉越来越受到欢迎。电弧炉电极控制器是工业炼钢过程中最核心的部分,有效的电极控制器可以提高电弧炉生产率、减少电极消耗和出钢时间。研究一种新型的电极控制算法是非常有必要的。本设计以电弧炉电极调节器为研究对象,建立了电弧炉阻抗模型、供电系统模型、液压系统模型及电弧炉电极调节系统模型,通过simulink来进行仿真,得到了弧流与弧长之间的非线性曲线图,然后通过最小二乘法对其曲线进行拟合,得到弧流与弧长的关系表达式,最后根据实际运行参数对液压调节系统中的比例阀、液压缸等给出了具体的传递函数,为了与实际电弧炉工作尽可能相似,在仿真过程中加入了白噪声和干扰来模拟电弧的时变性、随机性,从而更好的建立电弧炉模型。在交流电弧炉模型建立的基础上,分析了现有的电极调节系统的控制算法,总结出这些算法的优缺点,对于非线性时变性的电弧炉来说,控制效果不太好。本文针对这种复杂的时变系统,采用了遗传模糊逻辑控制器(GFLC)算法来进行电极控制,该算法是利用遗传算法来构造模糊逻辑控制器的双层迭代进化算法,设计了一种新型的编码方式克服了非线性不好控的问题,使得控制性能更加高效。与传统PID控制算法相比,GFLC通过选择逻辑规则和调整隶属函数来实时快速控制电极调节参数,从而节约电能,提升炼钢效率。本文在某钢厂120吨的电弧炉的背景下,采用了西门子S7-1500系列的PLC来设计电弧炉计算机控制系统,从而实现电弧炉电极调节过程。在分析了电弧炉每个功能模块后,使用博途软件来对整个电弧炉进行PLC的程序控制,然后采用WinCC来编辑上位机界面,可以快速的采集到实时的弧流弧压等数据。因其炼钢环境恶劣,工作人员一直在现场操作也不是长久之计,设计了一种基于WEB的电弧炉远程监控系统,便于工作人员不在现场也能实时监控炼钢过程,从而达到智能化。比如,当炼钢过程中发生电极短路等各种故障时,远程监控系统会提示报警信息,使工作人员能够快速的操控紧急情况。

姚震宇[2](2020)在《钢包精炼炉电极监控系统的设计》文中研究说明目前炉外精炼技术在全世界范围内有着广泛应用,它不仅可以提高钢种的质量而且可以加快生产速度。LF钢包精炼炉的设备费用低、操作简单,如今成为了炉外精炼技术中代表性的设备,得到了普遍的使用。精炼炉精炼过程中电极调节是最重要的环节,电极调节直接影响着炉内的温度和成分指标,因此想要准确的控制钢水的温度和成分,就需要加深对电极控制的了解。文中以某钢厂150 t LF精炼炉为研究背景,搜寻了国内外有关于精炼炉炼钢的文献,综述了精炼炉的发展历史、工艺流程以及国内外精炼炉电极控制系统的发展状况。通过查阅文献总结出精炼炉电极控制常用的三种控制方法,经过分析对比最终确定了电极调节的控制方法为恒阻抗控制。精炼炉系统具有非线性和时变性,同时精炼炉三相电极之间还存在耦合性,因此控制过程中难度大,效果差。传统的PID控制器结构简单,对于复杂的非线性的控制系统无法取得良好的控制效果。本文采用了模糊自适应PID控制器对电极系统进行控制,模糊自适应PID控制利用模糊规则能够实现对PID参数的修改。模糊自适应PID控制器以误差e和误差变化率ec作为输入,能够满足不同时刻的e、ec对PID参数自整定的要求。利用Matlab软件建立电极控制系统的仿真平台,对精炼炉电极调节系统的PID控制和模糊自适应PID控制进行仿真。仿真结果表明模糊自适应PID控制在精炼炉电极调节过程中超调量低并且调节时间短,在快速、稳定性上效果出众,能够使电极系统达到理想的效果。目前我国大多数精炼炉控制系统都采用PLC作为控制器,因此本文对精炼炉电极控制系统的控制网络结构图进行了构造,完成了PLC的硬件选型和硬件组态。最后对精炼炉电极控制系统的程序块进行了讲解,在TIA Portal中完成了精炼炉电极控制系统主画面的制作。

王瑾[3](2013)在《LF精炼炉自动控制系统设计》文中进行了进一步梳理本文以新余钢铁公司LF-210吨双工位精炼炉电极自动调节系统为主要研究对象,通过查阅国内外文献的基础上,综述了国内外LF精炼炉发展历程。对现有的LF精炼炉自动控制系统进行了了解,针对现有的电极调节系统的调节器及模糊控制系统进行了研究,提高其稳定性,以期待达到提高LF炉工作效率,降低电能及电极消耗的效果。根据炼钢工艺对于控制系统的控制要求,以及生产过程中所采集到的数据进行分析,结合其相关的研究资料,分析了电极调节系统的系统功能及相关程序设计的总体设计方案以及实际运行状况。通过对LF炉电极调节系统的深入研究,对电极调节的控制方式,控制原理,控制实现过程的深入分析以及结合现场实际运行情况,在生产过程中实现电能及电极消耗的降低,提高LF炉的工作效率。针对电极升降控制系统是一个随机干扰十分严重的非线性控制系统,尤其是在起弧阶段如果采用传统的PID控制器将导致控制效果差,甚至会出现断弧及短路现象,造成对设备电源系统的严重损害,并且直接影响生产的质量和安全。本文采用了一种模糊PID控制器,在常规PID控制器的基础上,以误差E和误差变化率EC作为输入,采用模糊推理方法对PID参数进行整定,以满足不同的E和EC对控制器参数的要求。本文采用西门子S7-300及ET200S系列PLC设计了基于PROFIBUS-DP的分布式计算机控制系统,实现了对整个精炼过程的控制。利用西门子公司的WinCC组态软件,完成了上位机监控软件组态,实现了现场数据实时记录和监控。

毛伟[4](2013)在《矩形电弧炉DCS系统的设计与实现》文中研究指明电弧炉自发明以来,已经成为冶金行业核心装备,由于其相较灵活的工艺,较好的经济性,以及其高产高质的特点,越来越受到人们的重视。矩形电弧炉的出现,更是这一技术的新发展,矩形电弧炉拥有特殊的优点,炉内温度高波动小,能有效地去除杂质,钢液稳定品质好,有利于熔炼含氧化物较多的钢种。DCS(分布式控制系统)应用于电弧炉系统有很长的历史。DCS最早是1975年出现的,30多年来,各个厂家相继研发出拥有自护知识产权的DCS,DCS的技术得到了很大的提高,其应用领域也迅速扩大,食品、冶金、能源、医疗、化工等等都相继引入DCS来提高生产和服务水平,在冶炼行业,DCS更是渐渐成为了不可或缺的系统。DCS一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。电弧炉系统结构复杂,设备多样,成本和能耗都很高,还存在着很大的安全风险,对系统的控制精确度要求很高,由于其各个分系统相对分散,比如高压变电站、配料系统站、环保除尘站、电极控制站等均是分散设置的,传统的计算机控制系统已不能满足现代大型电弧炉的工艺要求和生产需求,而DCS的众多优点正是电弧炉控制系统的最佳选择。以本文为例,攀枝花金江钛业30000KVA电弧炉系统是目前亚洲最大的矩形电弧炉,系统庞大,对DCS的设计和实施提出了很高的要求,电弧炉的硬件设备很多,可划分为11个小系统,包括:短网系统、电极系统、包车系统、渣车系统、出渣系统、出铁系统、炉盖系统、炉壁系统、炉体系统、水冷系统、惰性气体系统等。其电气系统也很复杂,包括低压控制柜、操作控制台、电极调节系统、计算机系统、包车控制系统等,其它的各种电气设备更是数量庞大。在设计DCS时,充分考虑了电弧炉系统的设备多样性,信号传输的实时性,控制过程的精确性,以及生产管理的高效性。本次DCS选用的是西门子SIMATICPCS7,PCS7系统为工业自动化和控制提供了很大范围的硬件、软件、组态、配置和诊断工具。PCS7项目是在PCS7工程师站上设计的,工程师站安装有PCS7组态工具,可以和自动化站和操作员站进行通讯。控制系统结构主要分为两级三层,两级为车间级和厂级,三层分为现场控制层、操作监视层、上级管理层,控制层和监视层属于车间级DCS,负责生产过程的监测和控制。作为矩形电弧炉的核心控制部分,电极的调节控制采用PID,DCS的网络通信方案设计为光纤冗余拓扑结构,保证此核心部分能够高速、安全、可靠地传输数据,上位机使用组态王设计的人机界面系统来连接操作人员与控制站,保证控制命令的准确下达和数据监视的实时准确。该DCS系统现已在矩形电弧炉上得到验证,说明了设计的合理性和可靠性。

王晖[5](2012)在《电回转炉的自动控制系统设计》文中研究指明电回转炉是利用电热效应供热的工业炉,是对散装粉末或浆状流体物料进行热处理的热加工设备,广泛应用于冶金、化工、建材等行业。基于SRK-0940电回转炉的工艺特点和手动系统控制方式的不足,本人调研国内外同类型的电回转炉,为该炉进行了自动控制系统的设计改造,主要包括系统的总体设计、基于PLC控制系统的外围硬件设计、以及基于PLC控制系统的软件设计三大部分。电回转炉SRK-0940最主要的功能是对来料进行加热,因此对该炉加热区的研究显得尤为重要。电回转炉的加热区正常使用温度为850℃,最高使用温度为900℃,温度控制误差为±2℃,文中设计的炉温自动控制系统主要由调节对象(炉温)、温度检测装置、PID调节和执行机构等四个大环节组成,构成负反馈闭环系统,再利用三菱FX2N-48MR系列PLC进行控制程序的编写,实现了炉温的设定、数据的运算以及温度的控制,最后通过触摸屏对温度进行实时在线监控。本文在充分考虑了电回转炉结构、加热方式、检测装置、通讯设备等基础上,针对电回转炉的炉膛温度和炉管转速控制设计了控制系统。和传统的手动控制方式相比较,该电回转炉的工作更加高效、稳定和安全。

赵文利[6](2011)在《LF钢包精炼炉电极控制的研究与应用》文中研究表明炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件和生产环境条件等优点日益成为全世界钢铁行业的新宠。LF钢包精炼炉以其冶金效果好、具有设备费用低、易于操作等特点而成为炉外精炼技术有代表性的设备,正得到普遍应用。而电极调节器是精炼炉的重要设备,在精炼过程中,电极的位置直接影响到LF的重要指标,LF炉电极调节器是LF炉外精炼的核心控制系统,因此,对LF炉的电极控制进行研究,意义重大,可以实现对钢水炉外温度及成分的精确、有效控制。本文以LF炉为背景,以其电极调节器为研究对象,掌握LF炉精炼的基本工艺,尤其是LF炉电极的结构和工作原理。在此基础上,对电极间电弧的工作特性和合理的电气工作点的选择进行了分析。为了设计电极控制系统,对LF炉电极电气系统和驱动液压传动系统进行了数学建模和分析。然后介绍了几种目前流行的电极调节控制方式,通过比较选择较合适的恒阻抗调节方法,并分析了恒阻抗控制系统。由于电极控制系统是一种多变量、强耦合的系统,采用常规PID电极控制效果不理想,可能导致电极工作不稳定、耗电量增加和电网电压易引起波动等影响,所以提出人工神经网络控制方法,将神经控制算法与PID相结合,采用神经元PID算法来设计电极调节器,以提高LF炉电极控制的性能,从而提高炼钢质量,降低炼钢吨耗量。最后,对本钢炼钢厂两座LF炉的两种电极调节器的应用进行比较分析,一种是基于PID控制的DANIELI电极调节器,另一种是基于人工神经网络控制的智能电极调节器,通过比较可以看出,使用神经元PID算法的智能电极调节器明显优于单纯PID控制的电极调节器,基于人工神经网络控制的电极调节系统,稳定性更好,控制精度更高,效果理想。

柴军[7](2011)在《LF钢包精炼炉电极智能调节监控系统研究与设计》文中提出钢包精炼炉是钢铁生产中主要的炉外精炼设备,电极调节系统作为炉子自动化控制系统的核心部件,是钢包精炼炉的重要组成部分,其工作性能直接影响到生产效率和电能消耗。因此,钢包精炼炉电极调节系统的研究既有理论意义又有实用价值。目前,钢包精炼炉电极调节系统多采用常规PID调节,该方法很难满足实际控制性能的要求。针对此类系统,为保证电极位置、电弧长度、电弧电流以及系统功率在最佳状态下运行,本课题采用智能控制策略,智能控制在建模方面,能够通过对知识的获取减少模型的不确定性;在控制算法上,它具有自学习和自容错性能。因此,采用先进的智能控制实现电极调节,能进一步提高生产效率和降低电能消耗。同时,采用组态王监控组态软件设计电极升降自动调节监控系统,摒弃了以前繁多的二次仪表显示,界面简单明了、宜于操作。本课题结合中钢集团衡阳重机铸锻有限公司的LF-30TDK炉技改项目,针对电极调节系统具有非线性及时变性的特性对LF精炼炉电极调节系统进行研究,展开了理论分析和控制方法的研究。首先,论文在介绍了电极基础构件的基础上,建立了电极调节系统的数学模型;其次论文介绍了基于神经网络的智能电弧炉电极控制系统,并利用神经网络方法提出了在线递推多步预测模型,针对此类被控对象,提出了在预测模型基础上采用滚动优化的控制策略,通过仿真与PID控制进行了对比,从仿真结果表明神经网络多步预测控制具有良好的跟踪特性且超调量小,特别是当电极系统发生变化后能够快速地抑制出现的扰动,说明这种基于神经网络的预测控制可以提高LF精炼炉电极的控制性能;最后,采用组态王作为上位PC机的界面软件,设计电极升降自动调节监控系统。

马海涛[8](2011)在《氩氧精炼低碳铬铁生产过程数学模型的建立及控制策略的研究》文中指出在铁合金冶炼过程中,控制铁水碳含量和温度是整个吹炼工艺的核心,然而冶炼铁合金是一个非常复杂的多元多相高温状态下进行的非线性的物理化学反应过程,存在很多不确定的因素,且难以获得铁水成分准确连续的检测信息,即使有一些间接的检测方法,其精度也不能达到令人满意的程度,给冶炼铁合金的过程与终点控制带来很大困难。传统冶炼方法是根据经验观察炉口的火焰和火花、铁水的装入量和氧气的累计消耗量来估算终点的碳含量,对过程温度不进行控制,这种方式不仅延长了冶炼时间,降低了炉龄,而且反应过程中碳含量受到很多不确定因素的影响,使冶炼工艺不稳定,直接影响最终冶炼铁合金的质量。本文提出的氩氧精炼(Argon Oxygen Decarburization,简称AOD)铁合金工艺是在转炉生产中碳铬铁的基础上,参考了炼钢专业AOD炉生产不锈钢的理论和实践。目标是以低碳铬铁冶炼生产过程为具体研究对象,在深入分析冶炼过程机理的基础上,建立低碳铬铁生产过程数学模型,研究冶炼过程及冶炼终点的控制策略,为创建高碳铁水直接生产中低碳铬铁的新工艺提供理论支持,为开创氩氧精炼铁合金节能工艺产业化生产的先例提供技术保障,实现铁合金企业生产过程节能降耗的全局优化。基于以上目标本文完成的主要研究内容如下:1.通过流程再造,设计并完成了由2台炉子实现由高碳铬铁到中、低碳铬铁的生产工艺,高碳铬铁在电弧炉中溶化后,经灌渣,直接进入AOD炉吹炼,顶枪吹氧气,底枪吹氩氧混合气体,顶部高压氧枪吹氧使铁水脱碳速度快,可缩短冶炼时间,提高生产能力,通过底枪控制吹入不同比例的氧、氩混合气体,降低一氧化碳的分压,使脱碳反应正向进行,实现降碳保铬的目的,借助工程实现,开创了氩氧精炼铁合金节能工艺产业化的先例。2.作为一个多相火法冶金过程,铁合金顶底复吹AOD精炼过程十分复杂。注意到该精炼过程的物理和化学特性,包括其热力学和动力学特征,考虑体系的质量和热量衡算,精炼过程的不等温状态,通过机理分析,研究和掌握铁水温度、供气速度、氧化反应速度等参数的耦合关系,建立了供氧速率与铁水脱碳速度、供氧速率与铁水温度、供氩速率与铁水温度之间的数学模型。采用灰色系统建模方法,建立了供氩速率与铁水脱碳速度之间的数学模型。本模型可与基础级自动化配合进行脱碳全过程的供氧流量自动控制,根据模型运算结果及时调整供氧流量,加强底吹气体的搅拌作用,进一步改善铁水—炉渣反应,使熔池内成分和温度的不均匀性得到有效改善,提高了终点温度和成分的命中率,避免了铁水中铬的过氧化,使之获得较好的脱碳效果,较优化的气体消耗,较长的炉衬寿命,为小型AOD炉的改造提供理论基础。3.针对铁水碳含量不能在线检测的问题,基于模型,设计采用选择铁水温度作为二次输出量,铁水碳含量作为主要输出量,针对此方案比较了采用PID控制算法和推理控制算法控制铁水温度进而控制铁水碳含量,理论证明了在模型准确的前提下,推理控制算法控制性能优于PID算法。分析了采用推理控制算法控制铁水温度和碳含量,当模型不准确时对系统输出性能的影响,进而提出一种改进的推理控制算法,在推理控制的基础上引入了反馈,当模型准确时,反馈环节不起作用,当模型不准确时,反馈控制起到消除稳态偏差的作用,通过理论证明和仿真结果验证,得出了反馈推理控制在控制铁水终点温度和碳含量时,当模型存在误差时,具有很强的鲁棒性,且能够消除稳态偏差的结论。4.氩氧精炼低碳铬铁生产过程DCS控制系统及实现中的相关问题。控制系统由二级组成,第一级采用双CPU工控机,负责处理复杂数据运算、集中操作监视;第二级采用西门子S7-300系列PLC,系统分为6个控制子系统,子系统与中央控制器共用3套PLC,对生产线上各台设备进行自动控制。为了配合顶枪气体流量控制系统、底枪气体流量控制系统、加料控制系统3个子系统的全自动运行,研究了铁水温度在线检测系统,提出了基于比色测温原理和黑体等温空腔理论的底枪测温法,稳定了铁水的发射率,应用基于最小二乘法的曲线回归实现红外测温设备的现场校准,完成温度补偿,通过在样炉上的精炼实验证明了底枪测温系统具有较高的精度,可以满足实际生产的要求,本系统已投入生产,运行稳定可靠,为控制策略的实现提供了硬件平台。

陈法政[9](2011)在《电弧炉电极调节智能控制策略的研究》文中研究指明随着全球钢铁产品消费的不断增长,废钢铁资源逐年增加,其循环再利用要求日益迫切。由于技术水平的限制,我国废钢的重复利用率较低,造成大量的资源浪费。为了促进钢铁行业可持续发展,必须在废钢的循环冶炼层面进行技术创新。电弧炉以废钢为主要冶炼对象,以三相交流电作为电源,利用电流在通过石墨电极与金属原料之间时产生的高温电弧来加热、熔化原料。由于电弧炉三相电极之间有着很强的耦合作用,使得电弧炉系统具有非线性和时变性,增加了电极控制系统的技术难度。以往简单地将三相电极分开进行PID控制,所取得的控制效果并不理想。本文在查阅了大量的国内外相关文献的基础上,对电弧炉炼钢工艺、过程控制方法进行分析研究。首先,采用分段线性化理论处理电弧非线性问题,进而建立电弧精确的数学模型。同时在掌握电极控制系统工作原理的基础上,建立了电极控制系统的数学模型。针对电弧炉炼钢工艺对电极控制系统的要求,着重对电极控制策略的选择和电极控制器的设计进行了深入探讨,根据智能控制理论,采用复合控制算法,提出了一种基于最优控制、模糊控制和PID控制的电极复合智能控制方案。以此为基础,应用西门子S7-400 PLC设计了电弧炉电极调节自动控制系统,包括硬件的配置和软件程序的编写及网络的组态。仿真结果表明,该控制系统的上升时间达到0.708s,超调量控制在50%以内,在控制器平稳性、快速性等方面优于传统PID控制算法,具有良好的应用前景。

胡海波[10](2010)在《电石生产过程自校正PID控制研究》文中研究表明电石作为重要的工业化合原料具有广泛的用途和市场前景,电石炉是生产电石的主要设备。针对电石炉是一个具有多变量、强耦合和时变等特点的被控对象,采用常规的PID控制算法难以实现三相电极的平衡和稳定,研究了自校正PID控制器在电石生产过程中的应用。本文主要研究工作包括:(1)研究了电石生产的工艺流程和生产设备,根据现场的功能需求提出了电石炉控制系统的设计方案。(2)针对电石炉的特点,建立了电极位置-电流模型。设计了现场数据采集的实验方案,并利用递推最小二乘法对模型进行了参数估计。(3)针对电极升降控制是电石炉控制系统的重点和难点,提出了基于极点配置的自校正PID控制策略。仿真发现该算法各方面的性能均优于常规的PID算法。(4)针对自校正PID控制器,设计了电石炉控制系统的软件部分,包括下位机PLC的程序和上位机WinCC监控界面。

二、Siemens PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉及精炼炉上应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Siemens PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉及精炼炉上应用(论文提纲范文)

(1)电弧炉电极调节器智能控制及远程监控(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
        1.2.3 电极控制策略的介绍
    1.3 研究内容
    1.4 论文结构安排
    1.5 本章小结
2 电弧炉系统模型的建立
    2.1 电弧炉工业炼钢工作原理
    2.2 电弧炉工业炼钢设备的组成
        2.2.1 液压调节系统介绍
        2.2.2 电弧炉本体
        2.2.3 主电路设备
    2.3 交流电弧的模型建立
        2.3.1 交流电弧的阻抗模型
        2.3.2 交流电弧模型的验证
        2.3.3 最小二乘法曲线拟合
        2.3.4 电极调节系统模型的建立
    2.4 电弧炉电气运行参数及工作点的选择
    2.5 本章小结
3 电弧炉电极调节系统控制算法的研究
    3.1 模糊逻辑控制器
    3.2 遗传模糊逻辑控制器
        3.2.1 遗传模糊逻辑控制器分析
        3.2.2 遗传优化逻辑规则和隶属函数
    3.3 改进的遗传算法模糊逻辑控制器
        3.3.1 逻辑规则的编码方式
        3.3.2 隶属函数的编码方式
        3.3.3 遗传算子
        3.3.4 迭代进化算法
    3.4 算法的仿真研究
        3.4.1 仿真分析
        3.4.2 仿真结果
    3.5 本章小结
4 电弧炉计算机控制系统的实现
    4.1 计算机控制系统的结构
    4.2 系统的配置与功能
    4.3 电极调节PLC设计
        4.3.1 现场电极调节系统设计框架
        4.3.2 现场电极调节系统控制算法设计
        4.3.3 电极调节PLC程序思路
    4.4 电极调节系统程序仿真
    4.5 电极调节系统监控界面设计
    4.6 本章小结
5 电弧炉远程监控系统设计
    5.1 远程监控系统概述
    5.2 HINET智能网关介绍
    5.3 基于工业网关的远程监控系统
        5.3.1 远程监控系统结构设计
        5.3.2 远程监控系统功能
        5.3.3 远程监控系统程序框架设计
    5.4 远程监控系统通讯协议
        5.4.1 通讯协议的选择
        5.4.2 MQTT协议通讯的实现
        5.4.3 数据通讯的实现
    5.5 远程监控系统的实现
        5.5.1 开发环境及后端设计
        5.5.2 系统前界面设计
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(2)钢包精炼炉电极监控系统的设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 钢包精炼炉的发展概况
    1.3 国内外电极控制发展
        1.3.1 国外电极控制发展
        1.3.2 国内电极控制发展
    1.4 精炼炉的介绍
        1.4.1 钢包精炼炉工艺流程介绍
        1.4.2 钢包精炼炉电极控制系统
    1.5 本课题研究内容
2 研究方案
    2.1 电极控制系统
    2.2 电极调节器的具体要求
    2.3 精炼炉电极调节方法
        2.3.1 恒阻抗控制
        2.3.2 恒电流控制
        2.3.3 恒功率控制
    2.4 各种电极调节方式的优缺点
        2.4.1 恒电流控制优缺点
        2.4.2 恒功率控制优缺点
        2.4.3 恒阻抗控制优缺点
    2.5 模糊控制
        2.5.1 模糊控制简介
        2.5.2 模糊控制器的工作原理
        2.5.3 模糊自适应PID控制器
    2.6 模糊自适应PID控制器的仿真
        2.6.1 隶属函数的选取
        2.6.2 模糊控制规则的建立
        2.6.3 模糊控制查询表的建立
    2.7 仿真框图的建立
    2.8 本章小结
3 现场总线及硬件设计
    3.1 现场总线的简介
        3.1.1 PROFIBUS概述
        3.1.2 Profinet技术介绍
    3.2 网络配置及硬件选型
    3.3 精炼炉控制网络结构与通讯配置
    3.4 接口电路
        3.4.1 数字量输入电路
        3.4.2 数字量输出电路
        3.4.3 模拟量输入电路
        3.4.4 模拟量输出电路
    3.5 本章小节
4 PLC系统的软件设计
    4.1 PLC的硬件组态
        4.1.1 硬件选型
        4.1.2 TIA Portal V14 SP1 组态
        4.1.3 硬件组态结构图
        4.1.4 I/O分配表
        4.1.5 PLC变量表
    4.2 电极调节系统总体程序设计
    4.3 精炼炉控制系统的结构化编程简介
    4.4 模糊PID控制在电极调节中运用
        4.4.1 精炼炉电极控制系统程序块介绍
        4.4.2 阻抗偏差以及偏差变化率的计算
    4.5 上位机与现场设备的连接设置
    4.6 精炼炉操作界面
        4.6.1 精炼炉控制系统登录界面
        4.6.2 系统主控画面
    4.7 本章小结
结论
参考文献
附录A[部分程序]
在学研究成果
致谢

(3)LF精炼炉自动控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 炉外精炼的发展历程
    1.2 炉外精炼的目的与功能
    1.3 LF炉的发展历史及现状
    1.4 电极调节控制器研究概括
        1.4.1 国外电极调节控制研究概括
        1.4.2 国内电极调节控制研究概括
    1.5 本文的主要工作
第2章 LF炉炼钢的工艺和设备
    2.1 LF炉炼钢的工艺及特点
        2.1.1 LF炉炼钢的工艺简介
        2.1.2 电弧炼钢的特点
    2.2 LF炉炼钢设备的组成
        2.2.1 电气设备
        2.2.2 机械设备
        2.2.3 液压设备
    2.3 本章小结
第3章 电极调节控制器的研究
    3.1 LF炉炼钢对电极调节器的要求
    3.2 电极调节器的结构原理
    3.3 电极控制策略
        3.3.1 恒电压调节策略
        3.3.2 恒电流调节策略
        3.3.3 恒功率调节策略
        3.3.4 恒阻抗调节策略
        3.3.5 电极调节控制策略的比较
    3.4 电极控制器的设计
        3.4.1 模糊控制系统的组成,原理及特点
        3.4.2 模糊控制器的设计
        3.4.3 电极调节模糊PID控制器的设计
    3.5 本章小结
第4章 LF炉自动控制系统硬件设计
    4.1 LF炉控制系统结构
    4.2 上位机配置与功能
        4.2.1 上位机的配置
        4.2.2 上位机实现的基本功能
    4.3 本系统的硬件组态
        4.3.1 系统硬件配置
        4.3.2 系统硬件的配置
    4.4 本章小结
第5章 LF炉自动控制系统软件设计与实现
    5.1 自动控制系统的控制功能
    5.2 控制系统程序设计
        5.2.1 电极调节系统PLC程序设计
        5.2.2 炉体系统PLC程序设计
        5.2.3 合金系统PLC程序设计
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢

(4)矩形电弧炉DCS系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 矩形电弧炉国内外发展及现状
    1.3 矩形电弧炉 DCS 应用及技术需求
    1.4 本课题主要研究内容
2 矩形电弧炉设备
    2.1 机械液压设备
        2.1.1 短网系统
        2.1.2 电极系统
        2.1.3 包车系统
        2.1.4 炉盖系统
        2.1.5 炉壁系统
        2.1.6 液压系统
        2.1.7 水冷系统
        2.1.8 惰性气体系统
    2.2 电气系统设备
        2.2.1 变压器及其保护、二次调压机构
        2.2.2 大电流线路
        2.2.3 低压电器设备
        2.2.4 低压供电系统
        2.2.5 低压控制设备
        2.2.6 信号检测系统
    2.3 本章小结
3 矩形电弧炉 DCS 选型与现场设计
    3.1 DCS 体系结构与方案选择
        3.1.1 DCS 体系结构
        3.1.2 DCS 方案选择
    3.2 DCS 功能与现场设计
        3.2.1 DCS 基本控制功能
        3.2.2 矩形电弧炉 DCS 现场控制站设计
    3.3 本章小结
4 DCS 自动控制系统
    4.1 控制功能简介
    4.2 电极自动调节设计
        4.2.1 电极调节策略
        4.2.2 电极调节过程
    4.3 炉体控制设计
        4.3.1 液压控制程序设计
        4.3.2 真空开关及合/分闸控制程序设计
        4.3.3 变压器调压换档控制程序设计
        4.3.4 炉体其它控制程序设计
    4.4 本章小结
5 DCS 通信网络系统
    5.1 DCS 网络体系
        5.1.1 DCS 的网络层次
        5.1.2 DCS 网络层次结构的选择
    5.2 矩形电弧炉系统控制网络
        5.2.1 网络设备
        5.2.2 控制网络设计
    5.3 DCS 现场总线选择和使用
    5.4 本章小结
6 DCS 监督控制系统
    6.1 组态软件简介
    6.2 监控系统概况
    6.3 监控系统工作原理及功能
        6.3.1 工作原理
        6.3.2 监控功能
    6.4 监控系统开发
        6.4.1 图形画面与功能设计
        6.4.2 建立数据通讯
        6.4.3 运行调试
    6.5 实时数据库与上级管理
    6.6 本章小结
7 结论与展望
    7.1 研究设计结论
    7.2 后续工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢

(5)电回转炉的自动控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 课题意义
    1.3 国内外研究的现状
    1.4 本文主要的研究工作
    1.5 本章小结
第二章 电回转炉介绍及控制系统总体设计
    2.1 电回转炉介绍
        2.1.1 设备概述
        2.1.2 设备工作描述
        2.1.3 设备特点及实现手段
        2.1.4 设备组成部件
    2.2 电回转炉相关工艺说明
        2.2.1 蓝钨钨炉工艺流程
        2.2.2 电回转炉技术特点
        2.2.3 电回转炉技术参数
    2.3 电回转炉PLC控制简介
        2.3.1 PLC的产生
        2.3.2 PLC的发展
        2.3.3 PLC的定义及分类
        2.3.4 PLC的功能及特点
        2.3.5 PLC的应用范围
        2.3.6 PLC的结构与工作过程
        2.3.7 PLC的发展趋势
        2.3.8 PLC控制的小结
        2.3.9 电回转炉自动控制系统的PLC选型
    2.4 电回转炉控制系统总体设计
        2.4.1 电回转炉控制技术的选用
        2.4.2 电回转炉控制系统基本构成
    2.5 本章小结
第三章 基于PLC控制系统的外围硬件设计
    3.1 电回转炉控制系统外围硬件设计
        3.1.1 确定控制系统输入输出(I/O)信号点数
        3.1.2 模拟量输入、输出特殊功能模块
        3.1.3 信号放大器选型
        3.1.4 A/D转换器选型
        3.1.5 温度设定电路
        3.1.6 超限报警电路
        3.1.7 热电偶选型
        3.1.8 触摸屏选型
        3.1.9 变频器选型
        3.1.10 三菱FX2N-48MR简介
    3.2 电回转炉温度控制系统硬件连接
    3.3 本章小结
第四章 基于PLC控制系统的软件设计
    4.1 电回转炉的温度控制
        4.1.1 控制任务
        4.1.2 温度控制工作原理
        4.1.3 炉温调节方式
        4.1.4 PID控制原理及应用
        4.1.5 炉管温度控制程序的设计
    4.2 电回转炉的转速控制
        4.2.1 三菱FX系列PLC与三菱FR-A540变频器的连接
        4.2.2 PLC与变频器的设置
        4.2.3 PLC和变频器通讯编程方法
    4.3 控制程序的输入、调试与监控
        4.3.1 GX Developer软件的特点
        4.3.2 程序的输入、调试与监控
    4.4 本章小结
第五章 电回转炉控制系统的应用效果
    5.1 电回转炉运行监控
    5.2 系统特点
    5.3 应用效果
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(6)LF钢包精炼炉电极控制的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 LF钢包精炼炉的发展概况
        1.2.1 炉外精炼的发展及特点
        1.2.2 LF钢包精炼炉的发展及特点
    1.3 国内外电极调节控制的发展概况
        1.3.1 国外电极调节控制的发展
        1.3.2 国内电极调节控制的发展
    1.4 本文的研究内容
第2章 LF钢包精炼炉电极调节过程
    2.1 LF钢包精炼炉电极结构及工艺
        2.1.1 LF炉精炼的基本工艺
        2.1.2 LF钢包精炼炉的基本设备
        2.1.3 LF炉电极的基本结构及原理
    2.2 电弧基本理论研究
        2.2.1 电弧的工作特性
        2.2.2 电气工作点的选择
    2.3 本章小结
第3章 LF钢包精炼炉电极控制分析
    3.1 电极电气系统数学模型及分析
        3.1.1 电极电气数学模型
        3.1.2 电极电气数学模型的分析
    3.2 液压传动数学模型及分析
    3.3 LF炉电极调节控制方式
        3.3.1 恒阻抗调节方法
        3.3.2 恒电流调节方法
        3.3.3 恒功率调节方法
    3.4 本章小结
第4章 LF钢包精炼炉电极的智能控制
    4.1 恒阻抗控制系统
    4.2 LF炉的常规PID电极控制
    4.3 基于人工神经网络控制的电极调节系统
        4.3.1 人工神经网络的简介及特点
        4.3.2 人工神经网络电极调节器的组成
        4.3.3 单神经元PID控制算法
        4.3.4 电极升降调节人工神经网络控制结构
    4.4 本章小结
第5章 本钢炼钢厂LF炉电极调节器的应用
    5.1 DANIELI电极调节器
    5.2 金自天正智能调节器
    5.3 两种电极调节器的比较
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢

(7)LF钢包精炼炉电极智能调节监控系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外电极研究现状及发展趋势
    1.3 课题的研究意义及内容
2 LF 钢包精炼炉电极调节系统的数学模型
    2.1 电极调节控制系统的结构
    2.2 LF 钢包精炼炉电极调节系统的数学模型的构建
    2.3 小结
3 采用神经网络技术的智能电弧炉电极控制系统研究
    3.1 电弧炉电极控制策略研究
    3.2 智能控制技术在电弧炉控制技术中的应用
    3.3 基于神经网络控制技术的电弧炉系统
    3.4 基于神经网络的 LF 钢包精炼炉电极预测控制研究
    3.5 小结
4 LF 钢包精炼炉电极预测控制仿真研究
    4.1 电极调节自动控制系统的实现
    4.2 控制系统仿真研究
    4.3 小结
5 电极升降自动调节上位监控系统的设计
    5.1 电极升降自动调节上位监控系统总体结构
    5.2 上位机配置与功能实现
    5.3 电极升降自动调节上位机监控系统的设计
    5.4 小结
6 结论及展望
参考文献
附录 A(攻读学位期间发表的学术论文)
附录 B(NN Predictive 程序)
附录 C(LF 钢包精炼炉现场控制系统图片)
致谢

(8)氩氧精炼低碳铬铁生产过程数学模型的建立及控制策略的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及意义
    1.2 相关技术的国内外研究现状
        1.2.1 数学模型
        1.2.2 终点控制方法
    1.3 主要研究内容和结构安排
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 本文的结构安排
第2章 氩氧精炼低碳铬铁生产工艺研究
    2.1 氩氧精炼法介绍
    2.2 氩氧精炼低碳铬铁生产工艺提出
    2.3 氩氧精炼低碳铬铁工艺装备设计
        2.3.1 AOD 炉体设计
        2.3.2 供气工艺
        2.3.3 加料工艺
        2.3.4 倾动工艺
    2.4 氩氧精炼低碳铬铁生产工艺流程
    2.5 氩氧精炼低碳铬铁工艺原理
    2.6 本章小结
第3章 氩氧精炼低碳铬铁生产过程数学模型的建立
    3.1 数学模型在冶炼过程中的重要作用
    3.2 建立数学模型的一般方法
    3.3 氩氧低碳铬铁生产过程机理分析
    3.4 氩氧低碳铬铁生产过程数学模型的建立
        3.4.1 吹炼过程铁水中碳的变化速率
        3.4.2 吹炼过程铁水中温度的变化率
        3.4.3 供氩速率与铁水温度关系模型
        3.4.4 供氩速率与铁水碳含量关系模型
    3.5 模型参数的确定
        3.5.1 直接氧化反应速度常数
        3.5.2 铁水中碳元素传质系数
        3.5.3 碳元素和铬元素在铁水中的活动系数
        3.5.4 平衡常数
        3.5.5 一氧化碳在铁水气泡中的分压
    3.6 本章小结
第4章 氩氧精炼低碳铬铁生产过程推理控制策略研究
    4.1 常规控制方法控制冶炼过程分析
    4.2 推理控制结构形式推导
    4.3 推理控制各部分的作用分析
    4.4 推理控制器的设计
    4.5 模型误差对系统性能的影响分析
    4.6 推理控制的改进
    4.7 控制系统仿真分析
    4.8 本章小结
第5章 氩氧精炼低碳铬铁生产过程 DCS 系统的实现
    5.1 DCS 系统配置及结构
    5.2 集中操作监视
    5.3 底枪控气系统
    5.4 顶枪控气系统
    5.5 倾动控制系统
    5.6 加料控制系统
    5.7 除尘监测系统
    5.8 铁水温度在线检测系统
    5.9 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在学期间学术成果情况
指导教师及作者简介
致谢

(9)电弧炉电极调节智能控制策略的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 电弧炉炼钢概述
    1.2 电弧炉炼钢工艺
    1.3 现代电弧炉炼钢技术
    1.4 电弧炉电极控制策略的发展
    1.5 本文主要研究工作
第二章 电弧炉电极控制系统
    2.1 电弧炉电极系统分类
    2.2 液压式电极系统结构及工作原理
    2.3 电弧炉炼钢对电极控制系统的要求
    2.4 本章小结
第三章 电极控制系统的数学模型
    3.1 电弧模型及特性
        3.1.1 电弧的产生及物理特性
        3.1.2 电弧模型的建立
    3.2 电极模型的建立
    3.3 电极调节传动系统建模
    3.4 本章小结
第四章 基于复合智能控制策略的电极调节系统
    4.1 传统控制方法及其存在的问题
    4.2 电弧炉电极复合智能控制方案
        4.2.1 熔化期的快速最优控制策略
        4.2.2 氧化期的模糊控制策略
        4.2.3 还原期的 PID 控制策略
    4.3 本章小结
第五章 电弧炉电极调节计算机控制系统的实现
    5.1 PLC 电极调节器的硬件设计
    5.2 PLC 电极调节软件设计
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
A 相电极调节 PLC 梯形图程序
发表论文和科研情况说明
致谢

(10)电石生产过程自校正PID控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 电石工业的发展现状和发展前景
        1.2.1 电石生产原理与用途
        1.2.2 国内外电石工业的发展现状
        1.2.3 我国电石工业的发展前景
    1.3 电石炉控制系统的研究现状
        1.3.1 电石炉控制系统存在的主要问题
        1.3.2 国内电石炉控制系统的研究状况
    1.4 本文的研究内容和章节安排
        1.4.1 本文的研究内容
        1.4.2 本文的章节安排
2 电石生产工艺过程及控制系统
    2.1 电石的生产工艺流程和生产设备
        2.1.1 电石的生产工艺流程
        2.1.2 电石生产的主要设备
    2.2 电石炉控制系统设计方案
        2.2.1 电石炉控制系统的功能需求
        2.2.2 控制系统的设计方案
    2.3 电石炉控制系统的硬件选型
        2.3.1 S7-300 PLC及相关硬件简介
        2.3.2 硬件的选型
        2.3.2.1 上位机和下位机选型
        2.3.2.2 相关仪器仪表选型选型
        2.3.2.3 控制系统设备组成
    2.4 本章小结
3 电石炉系统的数学模型
    3.1 引言
    3.2 系统辨识和最小二乘法概述
        3.2.1 系统辨识简介
        3.2.2 最小二乘法
        3.2.3 递推最小二乘法
    3.3 电石炉系统模型的建立
        3.3.1 建模思路
        3.3.2 液压升降装置模型
        3.3.3 电极位置-电流模型
        3.3.4 电石炉模型的参数估计
    3.4 本章小结
4 电极升降系统的自校正PID控制策略
    4.1 常规PID控制方案
        4.1.1 PID控制算法简介
        4.1.2 电极升降的PID控制策略
    4.2 自校正PID控制方案
        4.2.1 自校正控制算法概述
        4.2.2 极点配置方法
        4.2.3 自校正PID控制算法
        4.2.4 电极升降的自校正PID控制策略
    4.3 控制算法仿真与结果分析
    4.4 本章小结
5 电石炉控制系统软件设计与实现
    5.1 上位机和下位机软件简介
        5.1.1 STEP7简介
        5.1.2 WinCC简介
    5.2 下位机PLC程序的设计与实现
        5.2.1 组态和通讯设置
        5.2.2 程序总体设计
        5.2.3 数据采集与处理程序
        5.2.4 电极压放控制程序
        5.2.5 电极升降控制程序
        5.2.5.1 电极升降控制系统结构
        5.2.5.2 电极位置-脉冲信号转换器设计
        5.2.5.3 基于DDE技术的WinCC与MATLAB通讯设计
        5.2.5.4 基于自校正PID控制器的电极升降控制程序
    5.3 上位机WinCC监控系统的设计与实现
        5.3.1 WinCC通讯设置
        5.3.2 WinCC界面设计
        5.3.2.1 电极升降控制界面
        5.3.2.2 电极压放控制界面
        5.3.2.3 实时参数趋势图界面
        5.3.2.4 报警保护界面
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

四、Siemens PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉及精炼炉上应用(论文参考文献)

  • [1]电弧炉电极调节器智能控制及远程监控[D]. 卫敏. 西安理工大学, 2020(01)
  • [2]钢包精炼炉电极监控系统的设计[D]. 姚震宇. 内蒙古科技大学, 2020(01)
  • [3]LF精炼炉自动控制系统设计[D]. 王瑾. 东北大学, 2013(03)
  • [4]矩形电弧炉DCS系统的设计与实现[D]. 毛伟. 西安工程大学, 2013(12)
  • [5]电回转炉的自动控制系统设计[D]. 王晖. 华南理工大学, 2012(02)
  • [6]LF钢包精炼炉电极控制的研究与应用[D]. 赵文利. 东北大学, 2011(03)
  • [7]LF钢包精炼炉电极智能调节监控系统研究与设计[D]. 柴军. 南华大学, 2011(12)
  • [8]氩氧精炼低碳铬铁生产过程数学模型的建立及控制策略的研究[D]. 马海涛. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2011(06)
  • [9]电弧炉电极调节智能控制策略的研究[D]. 陈法政. 天津理工大学, 2011(01)
  • [10]电石生产过程自校正PID控制研究[D]. 胡海波. 南京理工大学, 2010(02)

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西门子PLC及其通讯技术在炼钢电弧炉和精炼炉中的应用
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