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硫酸铵蒸发过程控制策略研究及系统设计

专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 硫酸铵 蒸发结晶 双模预测控制 组态王监控 PLC控制系统
分类号: TQ441.11  TP273.4
形 态: 共 64 页 约 41,920 个字 约 2.005 M内容
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内容摘要


硫酸铵(ammonium sulfate)作为一种重要的工业产品,在社会各行各业中得到了广泛的应用,同时人们对硫酸铵的产品质量也提出了更高的要求,而其质量的高低在很大程度上依赖于生产中的蒸发结晶过程。

所以,如何提高硫酸铵蒸发过程的控制性能,将先进的控制策略运用于其中,对于提高硫酸铵的产品质量具有重要的意义。

本文以某冶炼厂硫酸铵生产中的蒸发过程为背景,在研究分析蒸发过程工艺的基础上,针对该过程进行建模、仿真、先进控制策略研究及控制系统的设计。

论文主要从以下几个方面对该课题进行了研究:

(1)在对硫酸铵蒸发工艺进行分析的基础上,建立了四效蒸发器的动态机理模型。

进而在MATLAB平台上开展了多方位的仿真研究,获得蒸发系统的基本特性,为控制策略的实施奠定了基础。

(2)基于蒸发系统的动态特性,利用Jacobian matrices对其进行局部线性化,采用双模控制策略对其开展先进控制策略研究,仿真结果验证了其优越性与可行性。

(3)针对优化过程中所表现出的优化速率偏低的问题,本文尝试采用输入衰减式集结优化控制策略,降低控制变量维数,结果表明该策略的引入,满足了系统实时优化的要求。

(4)结合企业的实际情况,针对多效蒸发器的工艺要求,设计完成了一套基于多效蒸发、组态王监控和PLC控制的硫酸铵蒸发过程控制系统,并获得实际应用。

上述先进控制策略的实施,提高了系统的稳定性;PLC控制系统的设计完成满足了企业生产自动化的要求;监控组态系统的运用实现了在复杂生产环境下对工业生产现场的实时监控..……

全文目录


摘要
第一章 绪论
1.1 硫酸铵用途及产业现状
1.2 蒸发过程概述
1.2.1 主要的蒸发结晶技术
1.2.2 影响蒸发结晶的因素
1.2.3 主要蒸发装置的介绍
1.3 先进控制策略概述
1.3.1 PID 控制策略在工业中的应用
1.3.2 预测控制等先进控制策略在工业中的应用
1.4 监控组态软件的应用概况
1.4.1 监控组态软件的产生
1.4.2 监控组态软件的发展应用
1.4.3 监控软件的发展趋势
1.5 本课题研究的内容
第二章 硫酸铵蒸发系统工艺分析
2.1 项目概况
2.2 蒸发系统工艺分析
2.2.1 基于多效蒸发器的蒸发结晶工艺
2.2.2 硫酸铵蒸发过程工艺流程分析
2.2.3 硫酸铵蒸发过程工艺要求
2.3 硫酸铵产品标准
第三章 硫酸铵蒸发系统动态模型的建立与仿真
3.1 基本原理
3.2 模型的建立
3.3 模型的仿真
3.3.1 模型的仿真
3.3.2 结论
第四章 双模预测控制策略在硫酸铵蒸发系统中的应用研究
4.1 问题描述
4.2 控制策略基本原理
4.2.1 滚动时域优化
4.2.2 双模预测控制
4.3 蒸发过程的双模预测控制
4.3.1 基于Jacobian matrices 的模型线性化
4.3.2 控制策略的实现及仿真
4.4 集结优化策略的应用
4.4.1 问题描述
4.4.2 输入衰减式集结优化策略的实现
第五章 硫酸铵蒸发控制系统的设计
5.1 设计要求
5.2 设计思想与方案选择
5.3 控制系统设计
5.3.1 电气设计
5.3.2 通讯方式的选择
5.3.3 PLC 控制系统的设计
5.3.4 监控系统的设计开发
第六章 总结与展望
参考文献

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中图分类: > TQ441.11 > 工业技术 > 化学工业 > 化学肥料工业 > 氮肥
其他分类: > TP273.4 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统

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