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基于模糊控制的导热油炉控制系统开发与研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题来源及意义

1.2 导热油炉系统发展现状及背景

1.3 课题研究的主要内容

第二章 导热油炉控制系统的设计

2.1 导热油炉系统燃烧工艺概述

2.1.1 导热油炉系统简介

2.1.2 导热油炉燃料

2.1.3 导热油炉热管热交换器

2.2 导热油炉系统

2.2.1 导热油炉系统组成

2.2.2 燃烧过程特性分析

2.2.3 导热油炉出口油温的控制难点

第三章 导热油炉控制系统硬件设计

3.1 控制系统的设计步骤与方法

3.1.1 工程设计步骤与方法

3.1.2 控制系统设计步骤及方法

3.2 控制系统设备的选择

3.2.1 控制器的选择

3.2.2 S7-300系列PLC简介

3.2.3 S7-300系列Modbus通信协议CP341通讯模块

3.3 信号保护模块

3.3.1 安全栅

3.3.2 浪涌保护器

第四章 控制系统的软件开发

4.1 控制系统总体方案设计

4.2 控制系统总体方案

4.3 现场控制系统程序设计

4.3.1 STEP7程序设计管理软件

4.3.2 导热油炉控制器设计

4.3.3 冗余控制系统的设计

4.4 WinCC组态监控设计

4.4.1 WinCC介绍

4.4.2 WinCC与控制器的通信

4.4.3 导热油炉控制系统监控功能实现

4.5 导热油炉控制流程分析

4.5.1 导热油炉启炉控制流程

4.5.2 导热油炉运行中控制流程

4.5.3 导热油炉停炉控制流程

第五章 模糊PID控制回路的研究与开发

5.1 过程控制系统

5.2 模糊控制在控制系统中的应用

5.2.1 模糊控制的数学基础

5.2.2 模糊控制系统的原理和设计

5.2.3 模糊PID算法的实现

5.2.4 模糊PID控制的实现

5.3.5 模糊PID控制在MATLAB中的实现

5.3.6 仿真果分析

5.3 模糊PID算法的应用

第六章 课题总结及展望

6.1 课题总结

6.2 课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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摘要

中国经济多年来粗放型的发展,各种资源能源的低效率应用和大量浪费都普遍存在。工程人员如何在项目设计和实际工作当中考虑和解决生产效率和环境保护这两大方面问题,关系到我国经济的可持续科学发展。
  导热油炉是一种节能高效的加热设备,大量使用于各种行业。与其他工业锅炉的系统相同,导热油炉也具有耦合性强,大滞后性,非线性和多变量等特点。由于以上特点,在实际控制中单一的PID控制方法很难达到令人满意的效果,造成导热油炉的燃烧效率较低,燃料能源消耗较大,燃烧过程不稳定,油温难以达到设定目标等问题。由于用热单元对油温温度精确程度要求较高,所以在燃烧过程中对导热油炉进行合理的控制,如何在稳定、低耗高效的前提下精确地控制热油温度是一个较为有意义的课题。
  在导热油炉燃烧运行过程中,如何根据导热油出口的油温来控制燃烧器燃气开度的大小是控制的关键。论文在研究模糊PID算法理论的基础上,运用上位机WinCC的C脚本和下位机软冗余PLC控制器相结合技术,解决了油温控制精度较低,静态误差较大,动态响应速度较慢等问题,在杨凌液化天然气(LNG)应急储备调峰项目导热油炉,焚烧炉控制系统项目中成功应用,达到了十分理想的控制效果。

著录项

  • 作者

    南亚翔;

  • 作者单位

    天津工业大学;

  • 授予单位 天津工业大学;
  • 学科 控制工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 李红利,张庆生;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 工业用炉;
  • 关键词

    导热油炉; 控制系统; 模糊控制;

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