焦炉集气管压力控制系统设计.doc
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焦炉集气管压力控制系统设计,摘要在炼焦生产过程中，控制集气管压力的稳定是非常重要的，是焦炉正常生产运行的重要保证。集气管压力过高或者过低，都会引起焦炉寿命缩短和焦炭质量不佳，甚至过高时，荒煤气从炉门、炉盖等处冒出，造成焦炉“冒烟冒火”现象严重，污染环境；过低时，炭化室出现负压操作，空气就会流入炉体，导致焦炭粉灰增加，焦炭质量下降。由此可见，设计一...
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摘要
在炼焦生产过程中，控制集气管压力的稳定是非常重要的，是焦炉正常生产运行的重要保证。集气管压力过高或者过低，都会引起焦炉寿命缩短和焦炭质量不佳，甚至过高时，荒煤气从炉门、炉盖等处冒出，造成焦炉“冒烟冒火”现象严重，污染环境；过低时，炭化室出现负压操作，空气就会流入炉体，导致焦炭粉灰增加，焦炭质量下降。由此可见，设计一个能够使集气管压力快速的，稳定的自动控制系统，对延长焦炉寿命、提高炼焦效率和降低能源耗费都具有非常重大的意义。
然而本系统是一个多变量、多耦合、大扰动、时变的复杂系统，要得到其数学模型是非常困难的。本文采用组间解耦系统，用专家PID进行了控制方案设计，讨论集散控制系统在焦炉集气管压力控制系统中的实现，并用MATLAB软件对控制系统进行仿真。控制方案和仿真结果表明本研究对焦炉集气管压力控制系统的工程实现有着积极的意义。
关键词：集气管压力 ；解耦控制 ； PID控制 ； DCS ；专家控制
目录
摘要 3
ABSTRACT 4
引言 5
第一章 绪论 6
1.1 荒煤气导出系统介绍 7
1.2 集气管结构介绍 8
1.3 早期焦炉集气管的控制情况 8
1.4 近期焦炉集气管的控制情况 9
1.5 现在国内外焦炉集气管压力控制的情况 10
1.6 国外研究现状 10
1.7 焦炉压力系统控制的难点分析 11
1.8 焦化产业的DCS发展状况 11
1.9 论文的内容和构成 13
第二章 工艺流程 13
2.1 焦炭的生产过程 13
2.1.1 平稳炼焦过程 14
2.1.2出焦装煤过程 15
2.2引风机前吸力问题 15
2.3 焦化过程集气管期望的压力曲线 16
第三章 控制对象分析 18
3.1 控制对象介绍 18
3.2控制对象特性分析 20
3.3集气管压力的影响因素 21
第四章 集气管压力系统解耦控制原理及算法 22
4.1 耦合的概念 22
4.2 组间解耦控制算法 22
第五章 专家PID控制系统设计 24
5.1.传统PID控制 24
5.2 PID基础知识 24
5.2.1 PID控制的原理和特点 25
5.2.2 比例（P）控制 25
5.2.3 积分（I）控制 25
5.2.4 微分（D）控制 25
5.2.5 PID控制器的参数整定 26
5.2专家PID理论 27
5.3专家PID控制算法与实现 28
5.4 专家PID的程序及仿真 29
5.5集气管压力调节方案的进一步讨论 32
第六章 集散控制系统在焦炉集气管压力中的应用 35
6.2 集散控制系统的概念 36
6.2.1 SmartPro系统的主要组成部分 36
6.2.2SmartPro系统的网络结构 37
6.2.3 监控网络 38
6.2.4 节点地址 38
6.3 SMARTPRO系统的组态流程 39
6.4 MACS控制系统简介 42
6.5 系统的软件组成 43
第七章 结论 45
致谢 46
参考文献： 47
附录 48
在炼焦生产过程中，控制集气管压力的稳定是非常重要的，是焦炉正常生产运行的重要保证。集气管压力过高或者过低，都会引起焦炉寿命缩短和焦炭质量不佳，甚至过高时，荒煤气从炉门、炉盖等处冒出，造成焦炉“冒烟冒火”现象严重，污染环境；过低时，炭化室出现负压操作，空气就会流入炉体，导致焦炭粉灰增加，焦炭质量下降。由此可见，设计一个能够使集气管压力快速的，稳定的自动控制系统，对延长焦炉寿命、提高炼焦效率和降低能源耗费都具有非常重大的意义。
然而本系统是一个多变量、多耦合、大扰动、时变的复杂系统，要得到其数学模型是非常困难的。本文采用组间解耦系统，用专家PID进行了控制方案设计，讨论集散控制系统在焦炉集气管压力控制系统中的实现，并用MATLAB软件对控制系统进行仿真。控制方案和仿真结果表明本研究对焦炉集气管压力控制系统的工程实现有着积极的意义。
关键词：集气管压力 ；解耦控制 ； PID控制 ； DCS ；专家控制
目录
摘要 3
ABSTRACT 4
引言 5
第一章 绪论 6
1.1 荒煤气导出系统介绍 7
1.2 集气管结构介绍 8
1.3 早期焦炉集气管的控制情况 8
1.4 近期焦炉集气管的控制情况 9
1.5 现在国内外焦炉集气管压力控制的情况 10
1.6 国外研究现状 10
1.7 焦炉压力系统控制的难点分析 11
1.8 焦化产业的DCS发展状况 11
1.9 论文的内容和构成 13
第二章 工艺流程 13
2.1 焦炭的生产过程 13
2.1.1 平稳炼焦过程 14
2.1.2出焦装煤过程 15
2.2引风机前吸力问题 15
2.3 焦化过程集气管期望的压力曲线 16
第三章 控制对象分析 18
3.1 控制对象介绍 18
3.2控制对象特性分析 20
3.3集气管压力的影响因素 21
第四章 集气管压力系统解耦控制原理及算法 22
4.1 耦合的概念 22
4.2 组间解耦控制算法 22
第五章 专家PID控制系统设计 24
5.1.传统PID控制 24
5.2 PID基础知识 24
5.2.1 PID控制的原理和特点 25
5.2.2 比例（P）控制 25
5.2.3 积分（I）控制 25
5.2.4 微分（D）控制 25
5.2.5 PID控制器的参数整定 26
5.2专家PID理论 27
5.3专家PID控制算法与实现 28
5.4 专家PID的程序及仿真 29
5.5集气管压力调节方案的进一步讨论 32
第六章 集散控制系统在焦炉集气管压力中的应用 35
6.2 集散控制系统的概念 36
6.2.1 SmartPro系统的主要组成部分 36
6.2.2SmartPro系统的网络结构 37
6.2.3 监控网络 38
6.2.4 节点地址 38
6.3 SMARTPRO系统的组态流程 39
6.4 MACS控制系统简介 42
6.5 系统的软件组成 43
第七章 结论 45
致谢 46
参考文献： 47
附录 48
