烧结机点火控制系统改造相关问题研究

摘要

烧结生产涵盖原料、配料、混合、烧结、成品输送等多个工序，其中烧结工序为最重要的环节之一，烧结工序中点火控制尤其重要。混合料经缓冲矿槽布料到烧结机台车后，首先经过点火器进行点火引燃。根据以往点火经验，点火温度应控制在1050℃左右。否则温度过高，会使混合料料层表面熔化，导致烧结料层透气性变差;温度太低，则会造成料层表面点火效果不好，混合料燃烧度不够影响烧结矿质量。上述两种情况，都会造成烧结矿的产量减少、质量降低。可见，点火温度的优化控制对稳定烧结生产的工艺流程意义重大。因此，为了保证混合料燃烧充分合理，必须将点火温度控制在最佳温度带，同时从节能环保角度，还应要考虑空气和焦炉煤气进行合理的匹配。 本文主要结合首钢迁安360平烧结机点火改造进行研究，焦炉煤气替换高炉煤气、燃料改进后一定程度上达到了强化烧结点火、改善成矿质量、增加烧结矿粒径的目的。但改造后，控制算法的不完善造成点火操作仍旧过多的依赖岗位人员手动进行调整，点火强度和空燃比控制的不及时、不准确，造成了烧结矿容易质量波动、岗位工作强度繁重等诸多影响。 为此，通过对点火温度、强度及空燃比等波动情况进行分析，对煤气流量调整及空燃比控制等数据进行研究，综合考虑现场岗位积累的操作经验，提出对烧结机点火进行优化控制的课题。本文主要对模糊控制理论用于烧结机点火工艺的适用性进行了分析，完成了点火器炉膛温度模糊控制及空燃比自寻优模糊控制两个关键算法的设计，并运用MATLAB软件对模糊控制器进行了仿真。 通过对现有PLC控制系统硬件进行小幅的改造，最终通过PLC软件编程的手段实现炉膛温度及空燃比自寻优的模糊控制，通过实践验证、数据对比，最终达到了烧结机点火优化控制的目的。

目录

声明

摘要

第1章引言

1．1课题研究的背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3课题的研究对象和目的

1．3．1点火温度控制

1．3．2点火时间控制

1．3．3点火空燃比优化控制

1．3．4现场软硬件实施可行性研究

1．4课题研究内容安排

第2章问题描述及控制系统总体设计

2．1．1烧结生产目的及工艺流程简介

2．1．2焦炉煤气点火改造情况概述

2．2烧结点火工艺关键参数控制

2．2．1烧结点火温度

2．2．2烧结点火强度

2．2．3烧结点火空燃比

2．2．4迁钢烧结机点火情况及存在的主要问题

2．2．5研究及优化目标

2．3控制系统总体设计

2．3．1控制思想及主要方法

2．3．2基本结构及主要控制原理

2．4本章小结

第3章控制系统硬件设计

3．1目前系统现状

3．2设计系统的配置

3．2．1煤气点火整体工艺布置

3．2．2现场检测仪表及调节设备的选用、安装

3．2．3检测、控制、调节项目

3．2．4 PLC控制系统的架设

3．2．5上位机与PLC网络通讯的实现

3．3设计点火控制优化的具体方案

3．3．1完善检测传感器及调节设备

3．3．2设计点火工艺各环节的自动控制

3．4本章小结

第4章烧结点火模糊控制方法研究

4．1模糊控制原理及其特点

4．1．1模糊控制器的结构

4．1．2定义输入输出模糊集

4．1．3定义输入输出隶属函数

4．1．4建立模糊控制规则

4．1．5建立模糊控制表

4．1．6模糊推理

4．1．7解模糊

4．2点火器炉膛温度模糊控制器

4．2．1被控对象分析

4．2．2参考模型的建立与分析

4．2．3模糊控制器设计

4．2．4模糊控制器算法的最终实现

4．3空燃比自寻优算法

4．3．1空燃比自寻优控制原理

4．3．2自寻优模糊控制器的设计

4．4本章小结

第5章控制系统软件设计及应用情况分析

5．1系统配置及具体方案

5．2系统的软件实现

5．2．1煤气流量自动调节软件设计

5．2．2空燃比自动调节软件设计

5．2．3软件系统特点

5．2．4下位软件简介

5．3上位控制系统的实现

5．3．1系统主界面

5．3．2点火强度控制界面

5．3．3系统参数报警和停机界面

5．3．4报警记录查询界面

5．3．5历史趋势曲线查询界面

5．4系统应用情况分析

5．5本章小结

第6章结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的项目