大型回转窑运行状态微机实时监测系统监测方法和系统软件的设计与研究

大型回转窑运行状态微机实时监测系统监测方法和系统软件的设计与研究

阳小燕[1]2002年在《大型回转窑运行状态微机实时监测系统硬件和系统监测软件的设计与研究》文中研究指明回转窑是冶金、水泥、耐火材料生产中的关键设备,是一种重载、大扭矩、多支点、静不定运行系统,确保它安全、高效地运行是相应生产企业提高经济效益的关键。研究发现回转窑的运行好坏主要受其运行轴线的影响,生产中为对它进行合理地调整与维护,需要准确、及时地掌握和分析它的轴线状态。因此,由长城铝业公司出资立项,由中南大学研制大型回转窑运行状态微机实时监测系统。 本论文首先在分析和比较同内外回转窑检测系统现状的基础上,首次提出了新的回转窑运行状态检测方法,并从系统误差及可行性角度进行了详细的分析和论证;其次,在监测系统硬件结构设计中,详细地分析了多级管理网络的实现,PCI-1713双缓冲区高速数据采集装置的原理、特点、工作过程,以及针对该系统恶劣的工作环境、特定性能要求而设计的特制电涡流传感器的原理、波形特性及性能特点,及为了减小非线性误差而采用计算机软件进行多段线性插补方法实现误差补偿;另外,在系统软件设计中,详细地分析了高速数据采样软件、智能信号处理软件、系统监测软件的实现,分析了采用模糊自适应滤波方法有效地滤除本系统恶劣环境下的各种干扰因素,并简要地介绍了系统分析软件的功能。 现场运行表明,该监测系统所采用的全新的监测方法能够在十分恶劣复杂的现场环境中准确地获取大型回转窑的运行轴线参数,对大型回转窑实时监测方法是一种新的突破;同时,采用的特制电涡流传感器及微机软件进行误差补偿极大地提高了监测系统的测量精度:采用的模糊自适应智能滤波方法有效地滤除了本系统恶劣环境下各种干扰因素。本监测系统安装维护方便,工作稳定、运行可靠,测量精度高,监测软件功能齐全,人机界面友好,具有较大的推广应用价值。

陈新[2]2002年在《大型回转窑运行状态微机实时监测系统监测方法和系统软件的设计与研究》文中指出回转窑在水泥、冶金、耐火材料、化上等行业中广泛使用,在生产中,窑内衬、托轮寿命与回转窑轴线运行状态密切相关。通过研究发现,回转窑的轴线是否在—条直线上是保证回转窑长期正常运转的关键。 本文通过对国内外现有回转窑轴线临测技术的分析和对比,提出了一种更先进、更科学的全新的监测方法,即回转中心测量零位移方向键相法。该方法充分考虑了回转窑本身的受力和结构特点,在回转窑筒体下面两个径向应变为零的方向进行键相测量,克服了现有测量系统高处安装定位困难、测量操作复杂、测量误差大的缺点。此方法在国内尚属首创,在实际应用小取得了很好的效果。 系统软件的开发采用了功能强大、面向对象的Delphi语言。根据系统的特点和要求,采用多线程编程技术,实现计算机后台实时采样、波形分析和数据处理,前台动态图形显示、数据库查询和打印报警等功能。同时将Delphi灵活强大的数据库管理能力和Matlab卓越的科学计算能力相结合,开发了基于Delphi数据库和Matlab科学计算的优化调窑指导程序,为凋窑提供了更科学的理论依据。

阳小燕[3]2008年在《氧化铝烧结窑排烟风机信息融合故障诊断方法与系统研究》文中提出排烟风机是国民经济建设中不可缺少的关键设备,对其进行故障诊断方法的研究具有重要意义。当前排烟风机故障诊断手段主要是频谱诊断,随着智能诊断技术的发展,相继出现了针对单个领域的诊断专家系统,如转子故障诊断系统、电机故障诊断系统等,但由于排烟风机结构差异、环境恶劣等因素的影响,特别是在冶金、矿山等恶劣环境,诊断效果较差,为了提高排烟风机监测与故障诊断的准确性,本文作者综合运用信息融合理论、提升小波信号预处理方法、盲源分离故障诊断方法、BP-ART2神经网络故障诊断、多专家协同诊断理论等先进理论和算法,对多传感器信息在多层结构上进行多诊断方法的信息融合,并在理论研究的基础上,开发了排烟风机运行状态监测与故障诊断微机集中式和DSP分布式两种系统。信号预处理方法中,在提升小波信号分析的基础上,设计了改进型小波去噪阈值函数和平滑递变的自适应提升小波函数,提出了基于信号局部特征的自适应提升小波信号去噪方法,该方法在大型排烟风机故障信号去噪处理中取得了良好的应用效果。在故障源数不确定情况下的动态源数估计中设计了引入拓展四阶累积量矩阵的盲源分离动态源数估计算法,并研究了根据源数与传感器数的关系(正定、超定、欠定),选择相应分离算法的自适应盲源分离故障诊断方法,该方法在数据融合层面能有效地识别和诊断排烟风机动态故障。在特征融合层,研究了综合BP网络与ART2自适应共振网络二者优点的改进型BP-ART2神经网络故障诊断方法,在ART2结构的输入层增加非线性映射隐层,通过非线性映射降低输入特征的维数,从而提高ART2神经网络的诊断效率。在故障聚类中,提出了ART2警戒阈值的局部自适应调整算法,对每个聚类设置各自的警戒阈值,并根据聚类结果与期望值的误差来调整隐层映射权值;在聚类评判指标上,采用双重评判指标,将信号与相应聚类中心的幅值差,与警戒阈值一起作为判断聚类的评判指标,当两者同时满足时聚类成功。从而提高了排烟风机故障诊断的效率和准确性。针对排烟风机转子故障诊断、电气故障诊断以及机电耦合故障诊断等各种诊断方法,在排烟风机机械诊断与电气诊断的基础上,研究了综合时域诊断与频域诊断相融合、机械诊断与电气诊断相融合的黑板型多专家协同诊断系统,实现了机械与电气双重角度的故障诊断。并将多专家诊断黑板结构按照诊断逻辑划分为8个信息层,分别包含相应的诊断条件、诊断方法和诊断结论,并建立了相应的黑板监督机制,设计了多专家融合诊断算法。在决策融合层,模仿诊断专家综合考虑多个传感器诊断信息,设计了多传感器加权激励融合方法,实现多个传感器诊断结果相互比较与应证,根据两两传感器诊断故障之间的相关加权激励系数矩阵,分析各故障的相互激励与增强程度,计算加权融合结果,最后将所有两两传感器加权融合结果进行综合融合并归一化,得出多传感器故障融合诊断结果。并对多种诊断方:法得到的局部诊断结果,采用D-S证据理论决策融合得到全局诊断结论。在本文所研究的信号处理与故障诊断方法的基础上,结合排烟风机的力学分析与针对现场干扰信号的信号处理以及故障诊断的要求,研究开发了排烟风机运行状态监测与故障诊断微机集中式监测和DSP分布式监测两种系统,并已成功应用于生产实践的风机监测现场,实现了大型排烟风机状态实时监测与故障诊断。

来秀海[4]2013年在《巴西球团生产过程控制系统的设计与应用》文中提出随着技术水平的不断提高和地球环境的不断恶化,“节能减耗”成为企业能达到高质量、低成本产品的重要举措,也是其在激烈的市场竞争中取得胜利的重要保障。在要求“节能减耗”和发展循环经济的大背景下,现代化的炼铁生产,不管是普遍应用的高炉炼铁工艺、还是直接还原炼铁工艺或熔融还原炼铁工艺,都要求其含铁原料是具有一定规格的块状炉料。在大背景的要求下,由于链算机-回转窑球团工艺对原料适应性强,具有生产规模大,球团矿强度高、质量均匀、能耗及生产成本低等优点而迅速发展,逐渐成为球团矿生产的主要生产工艺。由于链篦机-回转窑球团工艺自动控制系统复杂且水平较高,自动控制的设备性能和自动控制的好坏,将直接影响成品球团的物理和化学性能。本文在对球团工艺的发展历史、目前现状和叁种焙烧方式的优缺点以及链篦机-回转窑球团的工艺流程、技术特点、控制要求和还存在的问题等方面调研的基础上,结合巴西球团的实际要求,详细介绍了巴西链篦机-回转窑球团各系统的工艺流程、控制要求和关键设备的连锁关系,设计了符合控制要求的两级控制系统。重点阐述了现场总线、可编程控制器、工业微机和工业以太网组成的综合自动化技术在该系统中的应用。并针对类似工程在运行中出现的问题,对关键仪表的选型提出了改进意见,重点论述了筒体扫描仪、粒度分析仪、含水测量仪和含尘量监测系统的优化设计等。该自动控制系统采取先进的控制技术和手段,提高了控制水和精度,达到了提高球团的产品质量、减低能源消耗和取得良好的经济效益等控制目的。目前已正常稳定运行,值得在球团项目中推广和借鉴。

佚名[5]2006年在《自动化技术、计算机技术》文中认为TP132006061888仿射非线性系统的一种观测器设计方法/朱芳来(桂林电子工业学院计算机系)//信息与控制.―2005,34(5).―600~603.对仿射非线性系统全维观测器设计方法进行了讨论,提出了一种设计方法。该方法基于微分Riccati方程

佚名[6]2007年在《自动化技术、计算机技术》文中认为TP132007042003一种智能PID复合控制器的设计/伍铁斌,刘祖润,徐学军,李文(湖南科技大学信息与电气工程学院)//自动化与仪表.―2006,21(4).―45~48.提出一种新型PID复合控制算法,将模糊控制和混沌PID控制结合起来,既具有模糊控制快速、鲁棒性强的优点,又具有PID稳态精度高的优点。仿真表明该算法使用可靠、精度高,而且具有较强的抗干扰能力和较好的鲁棒性,优于常规的PID控制与模糊控制。图2表1参13

张永苗[7]2005年在《小型实时热工监控系统的开发和应用研究》文中研究指明本课题的主要任务是对小型实时热工监控系统的开发流程和应用情况进行研究。具体包括监控系统的总体设计、软硬件选择和构成、编程的思想方法、系统优化、安装调试等内容。课题结合了杭州乔司垃圾焚烧炉脱硫监控系统的改造和湖州医疗垃圾焚烧炉监控系统的开发这两个项目进行研究。 小型实时热工监控硬件系统一般采用上位机和下位机相结合的方式。上位机采用适合工业现场应用的工控机,下位机采用可编程控制器(PLC),另外还包括通信线、电缆、各类仪表等配套设备。上位机软件开发采用可视化编程软件,利用面向对象的开发思想方法设计,程序包含数据处理、界面显示、控制调整、系统安全等模块。下位机程序编制使用PLC自带软件包,程序主要完成数据采集、转换、传递任务以及实现各种工艺控制、连锁保护等控制回路功能。 乔司垃圾焚烧炉脱硫监控系统的改造任务是将3#炉监控内容嵌入到原1#/2#炉监控系统中,并改善人机界面、增加多项自动控制功能;上位机开发软件平台为Visual C++,下位机采用西门子的STEP7;改造的结果提升了3#的监控品质并保持了与1#/2#兼容性。湖州医疗垃圾焚烧监控系统上位机程序采用组态软件一“组态王”编制,下位机程序采用STEP7 Micro/WIN软件编写:组态软件的应用,提高了系统开发效率,获得较好的人机界面。 在分析以往项目的程序编制过程和监控系统品质分析的基础上,文章提出了在软件编制方面优化的方向:总体设计上的程序架构多样化:人机界面:面向对象设计方法和组态化程度使用程度;软件开发工具选择的多样性。 监控系统的安装和调试是一项不可缺少的工作,文章总结阐述了安装调试的过程和规范,提出了调试安装中的可能问题以及解决方案。 通过本课题的研究工作,我们希望能为开发性能良好的小型实时热工监控系统提供一条有效的参考途径。

参考文献:

[1]. 大型回转窑运行状态微机实时监测系统硬件和系统监测软件的设计与研究[D]. 阳小燕. 中南大学. 2002

[2]. 大型回转窑运行状态微机实时监测系统监测方法和系统软件的设计与研究[D]. 陈新. 中南大学. 2002

[3]. 氧化铝烧结窑排烟风机信息融合故障诊断方法与系统研究[D]. 阳小燕. 中南大学. 2008

[4]. 巴西球团生产过程控制系统的设计与应用[D]. 来秀海. 东北大学. 2013

[5]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2006

[6]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2007

[7]. 小型实时热工监控系统的开发和应用研究[D]. 张永苗. 浙江大学. 2005

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