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焦炉集气管压力模糊神经网络控制系统

2014-12-24 01:53
导读:理工论文论文,焦炉集气管压力模糊神经网络控制系统论文样本,在线游览或下载,科教论文网海量论文供你参考: 摘要:针对焦炉集气管压力这类多变量非线性系统,提出一种基
摘要:针对焦炉集气管压力这类多变量非线性系统,提出一种基于模糊神经网络的智能协调控制方案。应用遗传算法对模糊神经网络结构和参数进行优化,并采用PLC的逻辑梯形图语言编程实现智能协调运算。工程应用表明了系统设计的有效性。

焦炉集气管压力控制是焦炉控制的关键之一。压力大时焦炉冒烟严重,近距离不能看清设备,大量焦炉媒气进入空气中,污染环境;压力小时空气吸入严重,影响焦炉寿命和焦炉煤气质量。因此,采用先进控制手段,对焦炉焦气管压力进行长期稳定控制,对于改善环境、提高煤气回收量和质量、提高焦炉辅助产品产量和质量,具有重要的意义。焦炉集气管控制系统的主要问题有:

(1)焦炉集气管压力系统是一个耦合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈的多变量系统,一般的PID调节很难满足要求。

(2)当媒质较好、鼓风机后媒气负荷稳定时,自动控制效果较好;当媒质较差、鼓风机后压力变化大时,常常出现振荡现象,迫使系统无法投入自动控制。

(3)作为控制机构之一的鼓风闸阀存在严重的非线性、滞后大,常规伺服放大器加执行结构很难适应。

近年来,神经网络、模糊技术和遗传算法已成为智能计算的三大信息科学,是智能控制领域的三个重要基础工具,将三者有机地结合起来,取长补短,不仅在理论上显示出诱人的前景,在实际应用也取得了突破。本系统采用一种基于遗传算法和模糊神经网络的智能模糊控制器,实现了模糊规则的在线修改和隶属函数的自动更新,使模糊控制具有自学习和自适应能力。本文将系统的硬件高可靠性、软件灵活性与现代智能控制相结合,在分析控制对象的基础上采智能协调解耦控制方案,应用PLC的逻辑梯形图语言编程实现,保证了集气管压力稳定在工艺要求范围内。

1 工艺简介

图1是焦炉集气管系统的结构。焦炉媒气从各炭化室通过上升管时被循环氨气冷却到80~90℃,然后进入集气管。焦炉某气从焦炉到初冷器分为两个吸气系统,即1号和2号焦炉为一个系统,3号焦炉为一个系统。1号和2号焦炉的煤气从各自的集气管进入共用吸气管后,在初冷器前与3号焦炉的煤气会合后进入初冷器。通过初冷器被冷却到35~40℃,然后由鼓风机送往下道工序。

2 系统硬件结构及系统功能

焦炉集气管压力控制系统采用高可靠性的两级计算机集散控制系统,由监控、控制器和通讯网及仪表系统构成,如图2所示。监控站由研华工业控制计算机和高性能工业控制软件构成,完成对焦炉集气管压力系统的监视和操作,对历史数据进行存档,是控制系统的主要机界面。控制器采用日本三菱公司推出的A2A拟量输入模块、数字量输入输出模块和基板组成,通过智能控制算法对三座焦炉的集气管压力和鼓风机压力进行控制。仪表系统由变送器、配电器、隔离器、调节器和执行器等构成,主要完成压力信号的获取和阀门的控制执行。

系统主要功能为:

(1)实现3焦炉集气管压力的解耦控制,实现初冷器前和鼓风机前及鼓风后压力智能协调控制,保证4台鼓风机安全稳定运行。在推焦装媒及鼓风机后负荷变化等扰动较大的情况下,集气管压力稳定在设定值±20Pa内。

(2)实现过程的实时数据采集、数据处理、显示、报警、故障监测及诊断功能,手、自动无扰切换和设定操作,对历史趋势数据进行存储(存储240天的历史数据)和显示。具备报表打印功能和与上位机(管理系统)联网功能。

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