冶金烧结配料过程优化控制系统的设计及开发

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4、气工程学院二〇一六年三月MasterThesisDesignandDevelopmentofOptimizationControlSysteminSinterMixingProcessofMetallurgicalIndustrySpeciality:ControlEngineeringCandidate:HUJian-qiangSupervisors:ProfessorBAIRuiSeniorEngineerMAEn-jieLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2016摘要辽宁

5、工业大学硕士学位论文摘要目前，全世界钢铁行业冶炼的主要原料是烧结矿。烧结矿的各项化学成分和物理性能直接影响着高炉生产工况，从而影响企业生产的冶金产品的质量和产量。冶金烧结配料过程是一个多变量、强耦合性、非线性的工业过程。由于烧结矿原料的成分复杂、种类较多等特点，传统的烧结配料过程采用人工经验和手动操作的配料方法，生产出来的烧结矿质量较差、产量较低，已经无法满足当今高炉冶炼对烧结矿品质的要求。针对上述情况，本文设计了冶金烧结配料过程优化控制系统，实现了对烧结配料生产的各原料成分配比的优化计算，并进行了半实物仿真实验的研究。本文主要工作如下：（1）研究了

6、冶金烧结配料过程的优化控制方法，该方法包括优化设定层和回路控制层。优化设定层是根据烧结矿各原料的化学成分，以烧结矿成品的铁品位、碱度等质量指标为约束条件，以成本为优化目标，建立冶金烧结配料的优化数学模型，应用遗传算法进行优化求解，最后获得各原料的优化设定值；回路控制层是应用PID控制方法，控制烧结配料生产的流量实际值达到流量设定值。（2）应用西门子SIMATICS7-300PLC和相关硬件设备以及STEP7和WinCC等相关软件，通过西门子工控Profibus网络进行连接，设计并开发了冶金烧结配料过程的优化控制系统。（3）设计了冶金烧结配料过程优化控

7、制系统的半实物仿真实验平台，仿真平台的结构是由优化设定计算机、PLC控制系统、模型计算机、监控计算机等四部分构成。由于本仿真平台中PLC控制系统部分应用西门子SIMATICS7-300PLC等实物作为核心控制器，使得本仿真实验平台的运行环境更加接近生产现场，相比于单纯的应用MATLAB软件搭建的仿真平台，使得仿真结果准确性和可靠性更高，具有更好的实际意义。关键词：冶金烧结配料；优化控制；遗传算法；西门子S7-300PLC；半实物仿真IAbstract辽宁工业大学硕士学位论文AbstractAsofnow,theprimarilyrawmaterial

8、ofsteelindustryallovertheworldissinterore.Thechemicalc