電石爐多步預(yù)測自校正控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、電石是一種常見的化工原料，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的用途。在電石爐生產(chǎn)中，如何調(diào)節(jié)三相電極升降得以控制電石爐反應(yīng)溫度是電石爐控制系統(tǒng)的難點和重點。由于其被控對象具有多變量、強耦合、模型參數(shù)隨溫度、爐料配比等因素的影響而時變等特點，傳統(tǒng)的PID算法常常達不到理想的控制效果，本文嘗試用自適應(yīng)算法來設(shè)計控制系統(tǒng)。 本文重點研究電極升降自適應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計，主要工作如下： (1)以山西某電石爐項目為課題背景，通過對電石爐的生產(chǎn)工藝流

2、程和設(shè)備的研究，選用了以西門子PLC為控制器來設(shè)計電石爐控制系統(tǒng)。完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)備的選型和安裝規(guī)劃。 (2)通過對電極升降系統(tǒng)的分析。利用階躍響應(yīng)法建立升降液壓裝置的模型；利用最小二乘法建立了電極位置-電流動態(tài)模型。這兩個模型構(gòu)成了電極升降系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 (3)以PID算法和基于PID結(jié)構(gòu)的間接自校正算法為控制策略，對所建立電極位置一電流動態(tài)模型進行仿真試驗。仿真結(jié)果表明PID算法控制響應(yīng)速度慢，抗干擾性能差；間接

3、自校正算法控制超調(diào)量過大，均達不到控制指標。因此本文研究利用自適應(yīng)算法中的多步預(yù)測自校正算法來控制電極升降，通過仿真試驗，證明可以達到控制指標。 (4)以PLC為下位機，WinCC為上位機監(jiān)控軟件，多步預(yù)測自校正算法為控制策略設(shè)計了電極升降控制系統(tǒng)。完成了該控制系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計、WinCC的畫面設(shè)計和上位機與下位機的通訊設(shè)置。并且針對WinCC科學(xué)運算能力差的弱點，提出了利用DDE技術(shù)連接WinCC和MATLAB來設(shè)計在線參