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高炉上料自动控制系统应用研究

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2高炉三电自动化系统发展趋势

1.3网络技术在控制系统中的应用

1.3.1高速、精确、无扰切换的网络

1.3.2 ControlNet网络组建与调试

1.4论文主要工作

第二章控制系统硬件设计方案

2.1控制系统网络结构

2.2硬件系统设计与选型

2.3控制系统的优越性

2.4基础自动化系统的配置特点

第三章PLC控制系统软件设计方案

3.1 RSLogix5000软件简介

3.2 PLC程序设计

3.2.1炉顶PLC程序

3.2.3槽下PLC程序

3.3高炉槽下配料程序的实现

3.3.1高炉槽下设备及工艺过程

3.3.2称量自动补偿控制算法

第四章控制系统监控软件设计

4.1 RSView SE软件介绍

4.2监控软件设计

第五章控制系统的通讯协议

5.1 PLC之间通讯

5.1.1 ControlNet总线

5.1.2 DeviceNet总线

5.2以太网通讯

5.2.1 TCP/IP协议概述

5.2.2工业以太网通信的实时性

5.2.3工业以太网的服务质量

5.2.4工业以太网的网络生存性

5.2.5工业以太网的网络安全

第六章系统存在问题和技术改进

6.1系统存在的问题

6.2网络优化

6.2.1问题分析

6.2.2解决方法

6.3 PID控制方式的改进

6.4接近开关并联,提高可靠性

6.5提高高炉上料速度

6.6高炉炉顶压力控制的改进探讨

第七章PID参数自整定的探讨

7.1 PID控制原理简介

7.1.1模拟PID控制原理

7.1.2数字PID控制算法

7.1.3改进的数字PID控制算法

7.2现代PID控制算法

7.2.1自适应PID控制

7.2.2模糊PID控制

7.2.3神经网络PID控制

7.3参数自整定的BP神经网络PID控制器

7.3.1被控系统

7.3.2 BP神经网络PID控制器的结构

7.3.3实验结果

第八章结束语

参考文献

致谢

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摘要

可编程控制器(PLC)因其高可靠性和较高的性价比,在工业控制中被广泛采用。监控组态软件也伴随着计算机的普及而快速发展起来。它以其具备的实时多任务,接口开放,使用灵活,功能多样,运行可靠等特点而具有很强的实用价值。 本文以梅山2#高炉上料自动控制系统,即槽下配料和炉顶装料自动控制系统作为研究对象,讨论了Rockwell ControlLogix 5000系列PLC的特点以及其ControlNet网络的特点,设计了PLC硬件和软件,包括上料系统的PLC硬件选型设计以及网络结构的设计,PLC软件设计,HMI软件设计等方面。另外对系统中存在的问题进行讨论,提出了解决和改进的方法,如PID控制方式的改进、控制网络的优化以及并联式接近开关等技术改进。 顶压控制对高炉生产来说非常关键,梅山2#高炉顶压控制系统采用的是常规的PID控制器,虽然说采用了改进后的多参数的PID控制方式,但是控制效果不是特别理想。本文针对顶压的PID控制器,从理论上讨论了几种现代PID控制算法,自适应PID控制、模糊PID控制以及神经网络PID控制。最终选择了参数自整定的BP神经网络PID控制器来探讨对系统的控制进行改进,同时设计了常规PID控制器和BP神经网络PID控制器,并用MATILAB做了仿真实验,对两种PID控制器进行了比较,发现使用BP神经网络PID控制器,系统的控制效果明显得到提升。 该PLC控制系统自投入运行以来,工作正常,控制平稳,运行稳定可靠,达到了设计的控制要求,为高炉生产提供了良好的环境和条件,具有较强的实用性。

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