硕士学位论文高炉TRT自动控制系统研究及实现.docVIP

辽宁科技大学 硕士研究生学位（毕业）论文 课题名称 高炉TRT自动控制系统的研究及实现 所在院系 学科专业 年 级 研究生姓名 导师姓名 答辩日期： 2015年 8月 30 日 摘要 钢铁是现代社会最基本的重要材料之一，拉动了我国的工业特别是重工业的进步。高炉炼铁是钢铁产业中的一个重要过程，是一套非常多样的物理化学步骤，需要综合参考固态、液态和气态的三相交互影响。在科学技术告诉进步的当下，单纯依靠人工的经验控制途径已不能满足要求，且钢铁制造过程中经常会有危害人身安全的不利气体或爆炸情况，因此通过智能算法自动化控制系统在高炉炼铁过程控制里得到了很多的启发，它优化了制造过程，减少了危险的出现，已经成为权衡高炉现代化进程的一个重要标志。 TRT是(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit)高炉煤气余压透平生产电力设备的简称，TRT为使用高炉生产的副产品——高炉炉顶煤气拥有的能量和温度，把煤气途经透平膨胀机所积累的能量,顺利的转变为机械能量。它使用高炉炉顶煤气所特有的气压差能量和热能，通过透平机膨胀做功以机械能的形式储存着，从而使得电力充满在设备上。此类发电途径既不让各类燃料使用和消耗，同时不会有环境污染，发电成本极低，是高炉炼铁环节的非常大的环保减排项目，会带来很好的经济收入。 炉料柱的周期性变化是TRT装置项压控制系统主回路中的主要扰动因素。本文提出了包括主、副回路的TRT顶压控制系统的整体改进方案。本文使用基于PSO-PID模型的控制算法，并进行了仿真研究。仿真结果表明，与普通DMC、普通PID和前馈PID算法相比，PSO-PID控制器能够有效地抑制高炉料柱周期性变化对TRT装置高炉顶压的影响，且在模型失配时拥有良好的鲁棒性，具备工业应用的前景。 在确立TRT控制方法的基础上，设计集成控制系统，完成TRT自动控制系统的硬件配置和软件组态，然后对控制系统进行调试，并将系统投入实际运行。试验证明PSO-PID控制器能够有效地抑制高炉料柱周期性变化对TRT装置高炉顶压的影响。 关键词：高炉 TRT 控制算法 PSO-PID Abstract Steel is the most basic one of the important material in modern society, the progress of the industry in our country, especially in heavy industry. Blast furnace iron making is an important process in iron and steel industry, is a set of very diverse physical and chemical steps, need comprehensive reference of solid, liquid and gas phase interactions. In tell the progress of the present science and technology, relying on the experience of artificial control way can not meet the requirements, there are often hitches and steelmaking process gas or explosion conditions that endanger personal safety, therefore the intelligent algorithm through automation control system in blast furnace iron making process control got a lot of inspiration, it optimizes the manufacturing process, reduce the occurrence of the risk, has become a measure of blast furnace is an important symbol of modernization. TRT is (Blast Furnace Top Gas Recove