基于工艺过程和模糊控制的除尘风机自动控制系统研究

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本文针对钢铁企业广泛关注的炼钢厂环保节能改造的问题,以河南舞钢集团第二炼钢厂的除尘风机系统改造为背景,基于除尘风机的变频控制技术与以太网络技术,设计了一套炼钢厂除尘风机自动控制系统,在保障炼钢厂车间环保要求的条件下,实现了炼钢厂除尘风机的节能降耗。
  炼钢厂除尘风机自动控制系统由炼钢炉除尘风机现场控制柜、车间远程监控上位机和远程监控客户端组成。在炼钢过程的不同工艺阶段,炼钢炉产生的烟尘浓度变化巨大,为保障除尘效果和节能,除尘风机需运行于不同的频率,基于该特征,本文采用一种基于炼钢工艺过程调节风机转速的多挡位频率控制方法为主控制算法。为实现精细控制,研究了一种基于烟尘浓度变化量及其变化率的模糊算法调整风机的实时运行频率。
  完整介绍了炼钢厂除尘风机自动控制系统的构成与功能,完成了系统硬件电路设计与设备选型。
  基于系统设计与功能,给出了控制柜中PLC控制程序、触摸屏组态软件设计、远程监控上位机软件设计。PLC控制程序包括工艺过程控制子程序、模糊控制子程序、PLC与变频器间的协议宏通讯子程序,主要运行风机转速多挡频率控制算法和模糊算法,实现对除尘风机转速的实时控制。触摸屏可实现除尘风机主要运行参数监控、挡位配置、故障报警等功能。上位机通过以太网与PLC通讯,可实现除尘系统的运行状态与参数监控、运行参数实时曲线与历史曲线查询等功能。
  炼钢厂除尘风机自动控制系统已在炼钢厂稳定运行8个多月,由用户监测的烟尘浓度数据和各台风机的日均耗电量表明系统实现了各项设计指标,改善了炼钢车间在部分时段出现的烟尘积聚的问题,降低了除尘风机能耗,对环保节能产业的发展有着良好的促进作用。
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