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司家营选矿厂磨矿分级过程研究及应用
作 者: 张亚如
导 师: 陈志彬
学 校: 辽宁科技大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 磨矿 软测量 模型自学习 模糊控制
分类号: TP29-A1
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 17次
引 用: 0次
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内容摘要
选矿厂中的磨矿分级过程具有非线性、时滞性、时变性,不确定性等特性,是一个典型的复杂的多输入多输出(MIMO)过程。磨矿分级过程控制性能直接关系到工业经济效益与资源利用率,具有非常重要的意义,磨矿分级过程控制也是近年来的一个研究热点。论文以河北钢铁集团司家营选矿厂磨矿分级过程为对象,对磨矿分级过程控制以及综合自动化系统相关技术进行了研究。在分析球磨机、旋流器控制特点的基础上,论文首先给出了磨矿分级过程的控制依据,并将整个磨矿系统分解为若干控制子系统以方便工程实现。在控制策略上,采用模糊控制方案实现了稳定粒度控制,运用模型自学习算法以稳定磨矿给矿量和给水量,实现磨矿浓度的自动控制。其次,论文对软测量技术进行了研究,建立了磨矿浓度的软测量模型,为后续的工程实现奠定了良好的理论基础。出于工程实际应用的考虑,对模型自学习进行了重点分析,并用仿真实验结果验证了所规划方案的有效性。最后,论文给出了磨矿过程综合自动化系统的实现,设计考虑了工艺过程和控制需求:磨矿区内采用了基于PLC的监督控制;作业区内则采用三层网络的NetLinx架构(EtherNet/IP、ControNet和Device Net),并采用了冗余规划;各作业区之间采用光纤环网网络结构进行连接。文中给出了现场运行的计算机截图。现场运行情况表明该方案具有良好的经济性、可靠性和灵活性。研究成果具有很好的应用价值和推广前景,对采用自动化和信息技术改造传统流程企业都具有重要的借鉴意义和参考价值。
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全文目录
中文摘要 4-6 ABSTRACT 6-10 1. 绪论 10-15 1.1 课题研究背景与意义 10-11 1.1.1 背景 10 1.1.2 意义 10-11 1.2 国内外发展历程 11-13 1.2.1 国外发展历程 11 1.2.2 国内发展历程 11-12 1.2.3 近期发展趋势 12-13 1.3 本文研究内容及章节安排 13-15 2. 磨矿工艺流程 15-20 2.1 磨矿背景以及磨矿工艺流程 15-16 2.1.1 磨矿背景说明 15 2.1.2 磨矿工艺流程 15-16 2.2 磨矿过程模型分析 16-19 2.2.1 磨矿系统中的过程机理分析 16-19 2.3 本章小结 19-20 3. 磨矿分级过程因素分析以及控制目标 20-25 3.1 磨矿过程中的影响因素分析 20-21 3.1.1 控制变量 20 3.1.2 被控变量 20-21 3.2 磨矿过程控制目标及难点 21-22 3.3 磨矿过程中的基础控制回路设置 22-24 3.3.1 主要相关参数与现场检测技术说明 22 3.3.2 基础回路控制的主要内容 22-24 3.4 本章小结 24-25 4. 磨矿过程参数软测量的研究 25-43 4.1 软测量理论概述 25-28 4.2 软测量总体框架图 28-29 4.3 数据预处理 29-37 4.3.1 基于时域的信号处理技术 29-32 4.3.2 基于频域的信号处理技术 32-37 4.4 主元变量的选择 37-38 4.5 软测量模型建立 38-42 4.6 本章小结 42-43 5. 磨矿过程模型自学习控制设计 43-57 5.1 磨矿过程中算法应用 43-47 5.1.1 模型自学习校正 43-45 5.1.2 模型自校正算法中系数的优化算法 45-47 5.2 磨矿过程总体设计 47-52 5.2.1 自适应算法在磨矿过程中的应用 48-49 5.2.2 粒度模糊监督控制器 49-52 5.3 给矿自动控制 52-54 5.3.1 给矿量控制器设计 52-54 5.4 给水自动控制 54-56 5.4.1 给水控制器设计 55-56 5.5 本章小结 56-57 6. 磨矿分级过程自动控制系统设计 57-67 6.1 工程基础自动化实现 57-59 6.1.1 现场控制系统实现 57 6.1.2 系统网络整体架构 57-59 6.2 磨矿算法模块实现 59-63 6.2.1 系统硬件和软件设计 59-60 6.2.2 基于PLC 的磨矿算法实现结果 60-63 6.3 计算机监控功能及报表功能 63-66 6.3.1 RSview SE 监控画面的应用 63-64 6.3.2 报表功能的实现 64-66 6.4 本章小结 66-67 7. 总结与展望 67-68 参考文献 68-75 致谢 75-76 攻读学位期间发表的学术论文目录 76
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化技术在各方面的应用
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