转炉氧枪冷却供水系统智能控制策略研究

1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要如何节约能源，合理利用有限的资源越来越受到社会各界的关注，并且这个问题随着科技进步以及社会经济的发展越发明显。节约能源从眼前的利益来说有利于提高企业的经济效益，减少不必要的浪费，从长远的角度来讲是保护环境，为人类的后代造福。氧枪是转炉炼钢的关键设备，它的性能好坏与使用寿命直接关系到炼钢的质量与效率。水冷氧枪的发明，大大提高了氧枪的使用寿命，也为更好的利用氧枪合理吹炼提供了条件。但是目前水冷氧枪还存在一些弊端，供水工况不合理的情况在许多炼钢企业中普遍存在，造成了不必要的资源浪费和设备的过度损耗。如何合理控制氧枪冷却供水系统，使其始终工作在最佳节能状态成为一个值得重视的问题。随着计算机的发展及各种先进控制方法的出现，为企业的节能问题提供了解决方案。针对水冷却氧枪存在的供水工况不合理的共性问题，本文对氧枪冷却供水系统进行了结构设计，采用模糊控制与P I D 控制技术相结合的模糊自调整P I D控制算法，对氧枪冷却水系统的流量进行控制。在冶炼过程中，根据系统的检测量以及经验数据值，由计算机实时算出合理的冷却水流量作为控制系统的给定量，并由计算机采样，实时计算流量

2、的偏差和偏差变化量，通过模糊控制器进行模糊推理，得出P I D 控制器的参数调整量，对P I D 的三个控制参数进行在线自整定，以适应氧枪冷却水系统在不同工况下的工作要求。最后进行仿真设计和分析，说明模糊自调整P I D 控制系统具有良好的静、动态特性，与常规P I D 控制比较在稳定性和鲁棒性上都有了很大的改善。此外，本文对氧枪的传热机理和冷却水特性进行了充分的分析，目的是找出氧枪在整个冶炼过程中的传热特性，为在保证氧枪使用寿命的同时，提供合理的冷却水流量提供理论依据。同时，介绍变频调速水泵的原理和运行工况，并与通过控制阀门大小的节流方法比较，作了节能分析。关键字：氧枪，冷却水系统，模糊自调整P I D 控制，节能，流量控制重庆大学硕士学位论文英文摘要A B S T R A C TT h ep r o b l e m so fe c o n o m i z i n ge n e r g ya n dm a k i n gr i s eo ff i n i t es o u r c e si nr e a s o na r ep a i da t t e n t i o nt ot h

3、 es o c i e t ym o r ea n dm o r e ，a n dt h i si s s u eb e c o m e sm o r ea n dm o r eo b v i o u sw i t hs c i e n c ea n dt e c h n o l o g yp r o g r e s sa n dd e v e l o p m e n to fs o c i e t ye c o n o m y S a v i n ge n e r g yi sp r o f i tt oi n c r e a s et h ee c o n o m i cp e r f o r m a n c eo ft h ee n t e r p r i s ei nv i e wo fa tp r e s e n tb e n e f i t s ，r e d u c et h eo t i o s ew a s t e ，a n di sb e n e f i tt op r o t e c te n v i r o n m e n t ，b r i n gb e n e

4、f i tt ot h ep o s t e r i t yi nf u t u r e T h eo x y g e nl a n c ei st h ek e ye q u i p m e n t so fm a k i n gs t e e l ，i t sq u a l i t ya n dl i f er e l a t et ot h eq u a n t i t ya n dt h ee f f i c i e n c yt h a tm a k i n gs t e e l T h ei n v e n t i o n so fw a t e r - c o o l i n go x y g e nl a n c er a i s e dt h es e r v i c el i f eo ft h eo x y g e nl a n c eg r e a t l y , a n dp r o v i d et h ec o n d i t i o nf o rb e t t e rm a k i n gu s eo ft h eo x y g e nl a n c e

5、t os m e l t i n gi nr e a s o n B u te x i s t i n gs o m ei r r e g u l a r i t i e si nt h ew a t e r - c o o l i n go x y g e nl a n c ec u r r e n t l y ；i ti st h a ti l l e g i t i m a t es u p p l y i n gw a t e rt h ew o r kc o n d i t i o ne x i s t si nm a n ys t e e l w o r k sw i d e s p r e a d ，r e s u l ti no t i o s ew a s t ea n de q u i p m e n te x h a u s t I tb e c o m e san o t i c e a b l ep r o b l e mg r a d u a l l yH o wt oc o n t r o li nr e a s o nt h eo x y g e nl

6、a n c ec o o l i n g w a t e rs u p p l ys y s t e m ，m a k i n gi tw o r ka l w a y si nt h eb e s te c o n o m ye n e r g y W i t ht h ee m e r g e n c eo ft h ec o m p u t e ra n dv a r i o u sa d v a n c ec o n t r o lm e t h o d s ，p r o v i d e dt h es o l u t i o nf u rt h ee c o n o m ye n e r g yp r o b l e mo ft h ee n t e r p r i s e A i ma tt h ep r o b l e m sw h a to x y g e nl a n c ee x i s t ，T h i sp a p e ra d o p t sf u z z ys e l f - a d j u s tP I Dc o n t r o lt h em e t h

7、 o do f c o m b i n i n gt h ef u z z yc o n t r o lw i t ht h ec o n v e n t i o n a lP I Dc o n t r o l st e c h n i q u e ；t oc o r r e s p o n dc o n t r o lt oo x y g e nl a n c ec o o l i n g - w a t e rf l u x I nt h ep r o c e s so fs m e l t ，a c c o r d i n gt ot h r e eq u a n t i t i e so f m e a s u r i n gf o rt h es y s t e ma n ds o m ee a r l i e rd a t a _ e s t i m a t et h eb e s tc o o l i n g w a t e rc u r r e n tq u a n t i t yv a l u eb yt h ec o m p u t e ra s 百v e nf l

8、 u xv a l u eo fc o n t r o ls y s t e m ，a n db a s eo ne r r o ra n de r r o rc h a n g eg i y e nb yc o m p u t e rs a m p l i n ga n dc o m p u t i n gi nt i m e ，o b t a i nt h et h r e ea d j u s t e dv a l u e so f P I Db yf u z z yi l l a t i o no f t h ef u z z ys e l f - a d j u s tP I Dc o n t r o l l e r , s e l f - a d j u s tt h r e eP I Dc o n t r o lp a r a m e t e r s ，m a k e st h eo x y g e nl a n c ec o o l i n g w a t e rs y s t e ma l w a y sw o r ki nt h eb e s te c o n o

9、m ye n e r g ys t a b l y F i n a l l y ,s y s t e me m u l a t em o d e li sg i v e na n da n a l y z i n g ，I tp r o v e st h a tt h ef u z z ys e l f - a d j u s tP I Dc o n t r o ls y s t e mh a v ef a v o r a b l es p e c i a l t yo fs t a t i ca n dd y n a m i cs t a t e C o m p a r ew i mt r a d i t i o n a lP I Dc o n t r o l ，c o n t r o lp e r f o r m a n c e sh a v ep r e f e r a b l ei m p r o v e m e n ti ns t a b i l i z a t i o na n dr o b u s t n e s s I na d d i t i o n ，t h i sp a p e rm a k et h ef u l la n a l y s i st ot h et r a n s m i t t i n gh e a tm e c h a n i s mI I重庆大学硕士学位论文英文摘要a n dc o o l i n g w a t e rc h a r a c t e r i s t i co ft h eo x y g e nl a n c e ，t h ep u r p o s ei st of i n do u tt h ec h a r a c t e r i s t i co f t r a n s m i t t i n gh e a tt ot h eo x y g e nl a n c ei nt h ew h o l es m e l t i n gp r o c e s s A tt h et i m eo fg u a r a n t e e i n gt h eo x y g e nl a n c es e r v i c el i f e ，i tp r o v i d e st

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