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基于物联网的铝合金熔铸生产管理与能效监控系统研究

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 基于物联网的能效监控国内外研究现状

1.3 研究方法及主要内容

第二章 铝合金熔铸生产工艺及系统总体设计

2.1 铝合金熔铸生产工艺

2.2 铝合金熔铸生产设备

2.3 铝合金熔铸生产过程能耗影响因素

2.4 系统整体结构设计

2.5 本章小结

第三章 铝合金熔铸能效监控系统网络设计

3.1 PLC在数据采集中的应用

3.2 炉组监控

3.3 变配电监控

3.4 天然气系统监控

3.5 能源采集点

3.6 数据通信网络

3.7 本章小结

第四章 铝合金熔铸生产管理与能效监控系统设计开发

4.1 监控系统开发平台简介

4.2 数据库设计

4.3 监控系统模块设计

4.4 本章小结

第五章 铝合金熔铸企业能效评价体系

5.1 能量流动模型

5.2 能效评价模型

5.3 能效诊断分析

5.4 能效评价指标体系

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 取得成果

6.2 对未来工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果

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摘要

随着经济社会的高速发展及工业化进程的加速,能源消耗及环境污染问题越发得到社会的广泛关注。然而我国的铝合金熔铸行业仍处于高消耗、高污染、低产出的粗放型增长方式,无数字化信息化的能源管理系统,导致资源利用水平低,严重限制了行业的发展。因此攻破铝合金熔铸生产过程中的能效在线监控,构建智能化工厂,对全面推动节能减排,提高能源利用率有重大意义。
  本课题来源于国家863计划课题“数字化智能化铝合金熔铸生产线及能效监测系统研究”,以天津某铝合金企业为依托,对铝合金熔铸生产过程中的能效在线监控与能耗统计分析展开研究。
  论文首先对铝合金熔铸生产的工艺和设备进行了分析,在深入研究蓄热式燃烧技术及整个生产流程的基础上,得出了影响铝合金熔铸生产过程中能源消耗的主要因素,进而基于物联网技术对系统进行了整体设计,将其划分为了采集层、监控层、管理层三个层次,并搭建了系统网络结构。
  其次,结合工厂实际情况确定了炉组的监控点及所采用的仪表型号、变配电的监控内容及通信方式、天然气系统的采集方式等,并搭建了以PLC为核心的监控系统,同时通过RS485总线和GPRS网络对工厂中的数据通信网络建立了异构式网络接口,从而实现了采集层中水、电、天然气等能源数据的实时采集。
  再次,在采集层的基础上,基于WinCC组态软件对系统的监控层进行了设计,并对实时数据库和关系数据库进行了搭建,实现了对生产现场的实时数据与图形监控、Excel日报表和月报表自动生成、数据查询、趋势曲线、报警消息以及分工序能耗统计等功能。
  最后,通过分析建立铝合金熔铸生产的能效评价模型、能量流动模型以及能效诊断模型,确定了铝合金熔铸生产过程的能效指标体系,为企业提出节能降耗的措施提供了基础。

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