链篦机—回转窑氧化球团生产过程控制系统的设计及应用
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摘要
随着国际、国内市场的不断发展，对产品质量的要求越来越高。因此追求高质量的产品、低成本的消耗成为企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地的最首要的保证。
本论文通过详细分析球团厂链篦机-回转窑球团烧结的现场工艺、控制要求和过程特点，采用先进的自动控制技术完成了球团烧结综合自动化控制系统的设计，达到了对球团烧结过程变量的实时检测，工艺流程的实时监控，过程参数的实时控制。本论文的主要工作如下：
(1)论文结合鞍钢200万吨氧化球团厂链篦机-回转窑生产线的工艺特点及技术要求，提出了由设备控制级和过程监控级二层结构组成的球团生产过程综合自动化系统。详细介绍了基于西门子Profibus-DP现场总线和工业以太网技术的球团烧结过程综合自动化的硬件组态、网络配置和控制功能，实现了球团生产的集中管理和分散控制。
(2)球团烧结生产过程综合自动化控制系统的软件设计采用模块化的设计思想，下位机PLC采用STEP 7进行编程，负责现场数据的采集、滤波和反馈控制；上位机采用组态软件WINCC 6.0进行系统集成，用于提供直观友好的人机界面。
(3)针对链篦机子系统，首先对球团烧结透气性进行软测量模型的建立，然后以烧结透气性软测量模型为中心对链篦机子系统实现智能控制，以提高球团烧结过程自动化控制水平，最终实现了球团烧结生产过程链篦机子系统的优化管理，优化控制和优化运行。
总之，球团烧结生产过程综合自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。
With continuous development of international and home markets, the demands on product quality become higher and higher. So pursuing high-quality products and low-cost consumes is the first-line guarantee for corporation to be incincible position in furious market competition.
The paper detailedly analysis the locale craftwork, control requirements and process characteristic of grate-kiln production line of 200Mt/a oxidized pellet plant of Anshan iron and steel group corporation. The design scheme of pellets sintering production system adopts advanced automation control technique in order to achieve real-time measurement to process variables, real-time supervise on craftwork flow and real-time control on process parameters. This dissertation has carried on the following research.
(1) In combination with the technology characteristic of grate-kiln oxidized pellet sintering production line, the integrated automation system for pelletizing productive process is proposed, which is composed of device control system and process control system. Based on SIEMENS Profibus-DP field bus and industrial Ethernet technology, the hardware configuration, network topology and control functions of pellets sintering integrated automation system is introduced in detail.
(2) The software design of pellets sintering integrated automation system uses modularization frame ideology. The lower computer uses software STEP 7 to program PLC in order to collect the locale data, filter noise and feed back control. The upper computer adopts configuraton software WinCC 6.0 to carry out software integration in order to provide intuitionistic and friendly human-machine interface.
(3) A soft sensing model for grate subsystem is proposed by adopting the Takagi-Sugeno model to predict the permeability of the pellets sintering
本论文通过详细分析球团厂链篦机-回转窑球团烧结的现场工艺、控制要求和过程特点，采用先进的自动控制技术完成了球团烧结综合自动化控制系统的设计，达到了对球团烧结过程变量的实时检测，工艺流程的实时监控，过程参数的实时控制。本论文的主要工作如下：
(1)论文结合鞍钢200万吨氧化球团厂链篦机-回转窑生产线的工艺特点及技术要求，提出了由设备控制级和过程监控级二层结构组成的球团生产过程综合自动化系统。详细介绍了基于西门子Profibus-DP现场总线和工业以太网技术的球团烧结过程综合自动化的硬件组态、网络配置和控制功能，实现了球团生产的集中管理和分散控制。
(2)球团烧结生产过程综合自动化控制系统的软件设计采用模块化的设计思想，下位机PLC采用STEP 7进行编程，负责现场数据的采集、滤波和反馈控制；上位机采用组态软件WINCC 6.0进行系统集成，用于提供直观友好的人机界面。
(3)针对链篦机子系统，首先对球团烧结透气性进行软测量模型的建立，然后以烧结透气性软测量模型为中心对链篦机子系统实现智能控制，以提高球团烧结过程自动化控制水平，最终实现了球团烧结生产过程链篦机子系统的优化管理，优化控制和优化运行。
总之，球团烧结生产过程综合自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。
With continuous development of international and home markets, the demands on product quality become higher and higher. So pursuing high-quality products and low-cost consumes is the first-line guarantee for corporation to be incincible position in furious market competition.
The paper detailedly analysis the locale craftwork, control requirements and process characteristic of grate-kiln production line of 200Mt/a oxidized pellet plant of Anshan iron and steel group corporation. The design scheme of pellets sintering production system adopts advanced automation control technique in order to achieve real-time measurement to process variables, real-time supervise on craftwork flow and real-time control on process parameters. This dissertation has carried on the following research.
(1) In combination with the technology characteristic of grate-kiln oxidized pellet sintering production line, the integrated automation system for pelletizing productive process is proposed, which is composed of device control system and process control system. Based on SIEMENS Profibus-DP field bus and industrial Ethernet technology, the hardware configuration, network topology and control functions of pellets sintering integrated automation system is introduced in detail.
(2) The software design of pellets sintering integrated automation system uses modularization frame ideology. The lower computer uses software STEP 7 to program PLC in order to collect the locale data, filter noise and feed back control. The upper computer adopts configuraton software WinCC 6.0 to carry out software integration in order to provide intuitionistic and friendly human-machine interface.
(3) A soft sensing model for grate subsystem is proposed by adopting the Takagi-Sugeno model to predict the permeability of the pellets sintering
引文
[1] 叶匡吾．提高烧结矿质量改善高炉原料条件．矿冶工程．1996，16(增刊2)：25-26．
[2] 马竹梧，邱建平，李江．钢铁工业自动化．北京：冶金工业出版社，2000．
[3] 傅菊英，姜涛，朱德庆．烧结球团学．长沙：中南工业大学出版社，1996．
[4] 王介生，张勇，丛峰武等．鞍钢200万t氧化球团链篦机-同转窑系统的设计烧结球团．烧结球团．2005，30(4)：9-13．
[5] 王介生．球团烧结过程智能控制方法及其应用研究：(博士学位论文)．大连：大连理工大学，2006．
[6] 刘鑫．我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势．电气时代．2003，12：46-52．
[7] 范晓慧，王海东．烧结过程数学模型与人工智能．长沙：中南大学出版社，2000．
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[11] 邱志毅．烧结水分迁移数学模型及计算机仿真．烧结球团．1994，19(2)：1-7．
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[36] 杜玉晓，吴敏，桂卫华，岑丽辉，唐朝晖，铅锌烧结过程透气性的混沌遗传算法神经网络模型，第十三届中国过程控制年会，2002，澳门、珠海，205-209
[37] 刘鸿雁，初振坤，杨东伟，基于质量指标的球团焙烧先进过程控制，辽宁工程技术大学学报，2003，22(5)，656-658
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[44] 杨会志，于春田．一种浮选过程控制的新策略-粗糙控制．矿业研究与开发．1999，19(5)：20-23．
[45] 杨会志，张雅沽．基于RS理论的过程企业生产工艺数据挖掘．计算机工程．2001．27(11)：37-38．
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