基于变频控制的烧结终点控制系统的设计与实现

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烧结生产是现代钢铁企业中的重要工序,它是高炉进料前的一个尤为重要的环节。随着全社会环保节能意识的不断增强,在冶金工业中开展节能减耗的改进刻不容缓。而目前,我国实际的烧结生产控制技术以及自动化水平相对较低,在很大程度上限制了烧结矿品质。作为直接影响高炉炼钢经济效益的关键环节,对于烧结过程的改进势在必行。因此,针对烧结终点的预测以及控制是对整个烧结工艺的关键所在。本文以杭钢集团炼铁厂烧结车间烧结机为背景,展开了烧结变频改造、烧结终点预报、稳定控制以及过程异常诊断等方面的研究。具体做了以下几个方面的工作:(1)分析国内外烧结状态控制以及异常诊断研究现状。(2)细致地阐述了烧结工艺的整体流程,分析烧结工艺特点以及烧结过程中主要的控制难点。(3)针对杭钢烧结系统自动化水平不高,已难以满足实际生产需求的具体实际,展开改造设计。主要包含烧结机主抽风机的变频改造,通过变频器来实时有效地控制主抽风机的频率来稳定烧结终点位置,同时还可以节能减耗,以此代替传统通过调节台车速度来实现烧结终点位置控制的方法;另外还设计了烧结系统生产异常预判分析系统,及时获取故障信息。(4)针对烧结终点位置控制问题,建立基于模糊神经网络的烧结终点预测控制器,通过滚动优化的方式实时计算目标性能函数获取当前及之后时刻的控制量,即主抽频率,以此得到最优的控制量。并将所设计控制器与传统模糊控制器进行对比仿真实验,实验结果表明本文所设计的预测控制器具有更加优越的控制性能。(5)在完成变频改造方案及控制器设计的基础上,开展实际开发与应用。主要开发的功能模块有:数据采集模块、烧结终点控制模块、生产异常诊断模块等。本文主要完成了烧结终点控制及异常诊断系统的设计和项目应用,编制了相关数据库和控制软件。最终在杭钢集团1#烧结进行了调试并实际应用,通过现场实际的运行结果反馈,本文的策略对烧结终点的位置控制效果明显改善,同时实现了节能减耗。
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