荣飞[1]2003年在《锌电解整流及监控系统的研究》文中指出目前电解行业中用于整流的设备，普遍采用的是小规模集成控制电路，其可靠性很难得到保证，并且没有监视环节，不能够实时掌握系统的运行状况。为了有效解决这些问题，提高企业的生产效率，促进企业的现代化步伐，保证企业的市场竞争能力，必须采用新的控制策略来重新实现整流监控系统。近年来随着微电子技术的突破，微处理器性能的提高，价格的下降，中断响应和处理速度的提高，使得在微处理器或微计算机系统基础上实现生产过程的计算机控制和管理成为现实。为此，本文提出了一种直接用工控机来完成对晶闸管进行控制的数字监控系统，首次把控制和监视环节融为一体，为生产带来了很大的方便。 本系统在实现整流的基础上，设计了电流闭环回路，采用神经网络PID调节器在线实时控制电解电流，同时设计了监视环节对整个系统的工作状况进行监视。本系统着重解决了工控机用于实时控制精度不高的问题，提出了在软件设计上采取一系列方法加以弥补：设计多线程技术让CPU并行处理用户交互，晶闸管触发，PID参数的自整定叁个任务；采用快速交流采样法完成采样过程以节省采样时间；直接对硬件编程实现高精度定时等。实际运行情况表明，该系统同时兼有单片机的实时性和工控机的方便性，在满足了生产需要的同时减少了硬件设备。
王俊年[2]2006年在《微粒群算法及其在锌电解整流供电系统优化中的应用研究》文中研究表明鉴于科学研究和实际工程中许多问题的复杂性、约束性、非线性、多局部极小和建模困难等特点，寻找适用于各种不同需求的新型智能优化方法一直是许多学科的一个重要研究方向。群智能优化技术是模仿自然界群体生物行为特征而产生的一类新兴智能优化算法，该算法在没有集中控制且不提供全局模型的前提下，为求解复杂问题的最优解提供了基础。本文在研究群智能优化算法的模型之一——微粒群算法的基本原理和研究现状的基础上，针对基本微粒群算法研究中存在的一些问题，提出了多种改进的微粒群算法，并研究这些改进算法在复杂科学研究和工程问题中的应用策略。本文的研究目的：一方面是探索微粒群算法的改进形式，使之能够有效地解决神经网络训练、复杂多峰函数寻优、多目标优化等理论问题；另一方面是将改进的微粒群算法应用于复杂工业系统的优化控制与决策。本文的主要研究工作包括以下几个方面：1．在分析基本微粒群算法和协同微粒群算法特点的基础上，借鉴生态学中的种群划分思想，设计出一种多种群协同进化微粒群算法，并分析了该算法的收敛性能；在分析径向基函数神经网络结构的基础上，提出了基于多种群协同进化微粒群算法的径向基函数神经网络结构和权值优化设计策略，并在混沌序列预测、系统辨识、语音信号处理等应用仿真实验中验证了算法的有效性。2．将一种“基于密度”的聚类算法与小生境微粒群算法相结合，提出了一种基于聚类的小生境微粒群算法(CBNPSO)，克服了目前存在的算法在多峰函数寻优中存在的缺陷。提出的算法组合了两种方法来实现小生境技术的思想：第一，采用多种群策略实现全局和各子微粒群按不同的PSO算法进化：第二，采用聚类算法区分微粒群中存在的不同子微粒群。3．研究了微粒群算法在聚类分析中的应用。提出了将微粒群算法与山峰聚类思想结合起来寻找聚类中心的方法，克服了传统的C均值或模糊C均值等聚类算法中存在的聚类结果与参数设置密切相关、聚类结果与初始聚类中心的选择以及样本输入顺序密切相关、要求设置的参数较多等缺陷。(1)将变惯性系数的ι-best PSO与山峰聚类法相结合，得到一种基于微粒群优化算法的山峰聚类算法；(2)简化山峰函数的计算，提出了一种基于微粒群算法的快速山峰聚类算法；(3)将小生境微粒群算法山峰聚类的思想结合起来，提出了基于小生境微粒群算法的山峰聚类法，实现了自动获取多维未知样本数据的聚类中心个数和位置。4．在研究应用微粒群算法实现多目标优化的关键技术的基础上，提出了一种随机多目标微粒群算法(SMOPSO)，并应用齐次马尔科夫链理论对SMOPSO的收敛性进行了分析。仿真实验表明，该算法不仅计算简单，而且能够获得较多的分布比较均匀的非劣解。5．以某冶炼厂锌电解分时供电调度系统为对象，在已有文献研究的基础上，建立了锌电解生产过程分时供电优化调度系统的多目标优化数学模型，应用整数空间的随机多目标PSO算法实现锌电解过程分时供电的优化调度，克服了采用单目标模拟退火算法进行优化调度时存在惩罚因子选取的先验知识不足、搜索效率较低等缺点。锌电解过程分时供电优化调度系统不仅有效缓解了城市用电矛盾，而且为企业带来了巨大的经济效益。6．在研究锌电解整流供电系统控制特点的基础上，建立了基于整流效率的锌电解生产整流供电系统优化控制数学模型，并针对该模型设计出一种递阶多目标微粒群算法，用于整流所直流电力经济运行的优化决策，在保证电解过程分时供电调度措施要求的输出电流稳流精度情况下，以提高整流效率为中心，优化并联运行多台机组的投运组合和电流分配，达到有效提高整流所整流效率、节约能源的目的，为有色金属电解生产的节能降耗提供了一种新的思路和方法。7．开发了锌电解整流供电智能优化与监控系统，实现了锌电解整流供电系统的遥测、遥信、遥控、遥调等“四遥”功能，达到无人值班、优化运行和稳流控制的目的，进一步提高了有色金属生产的自动化和智能化水平。最后总结了整个论文研究工作的成果，并展望了微粒群算法需要进一步研究的方向及其在复杂工业系统优化控制中的应用研究。
刘艺华[3]2007年在《以太网在锌电解供电优化控制系统中的研究与应用》文中指出本文以锌电解供电优化控制系统的设计为背景，以锌电解供电控制以太网的设计为目的，提出了以太网的结构设计方案，对以太网应用于锌电解现场的关键技术作了研究，并设计了现场控制器的以太网接口。围绕这个课题，重点研究了以下几个方面的问题：文章首先分析了优化控制系统的原理及结构，包含四部分：电解供电优化调度、整流供电优化决策系统、全数字闭环控制系统和集中监视与远程监控系统。按照工业以太网的设计原则，设计了基于分层的结构化锌电解供电控制以太网，为锌电解供电控制系统提供了一个全分布的、对等的通信平台。同时，针对工业控制对可靠性的要求，对网络结构采用了冗余设计技术。其次，针对工业以太网应用于锌电解供电控制现场存在的一些关键技术进行了研究。主要在分析了以太网通信“不确定性”的基础上，讨论了改善以太网通信实时性的措施：全双工交换通信模式、虚拟局域网技术、网络实时调度技术；并对工业以太网应用的互可操作性进行了研究；最后对网络安全性作了分析，主要采用二级防火墙技术来解决网络安全性。最后，对锌电解供电现场控制器以太网接口设计进行了讨论。以太网接口采用基于ARM7TDMI内核的S3C44B0X作为微控制器，而选用全双工的RTL8019AS作为以太网控制器，具有双口互为备份的特点。在采用μClinux嵌入式操作系统的基础上，开发了通信的驱动程序，并采用socket套接字技术设计了以太网通信应用程序。
叶红梅[4]2007年在《锌电解供电过程电力负荷优化分配与监控系统》文中提出电解是锌、铝等有色金属冶炼的主要方法，而电能是有色金属电解过程中的重要能源。对锌电解生产过程中供电系统的监控和优化对提高锌电解过程安全性和可靠性，实现锌电解过程节能降耗和增强企业的经济效益具有非常重要的意义。本文首先在分析锌电解及其电解供电过程的基础上，针对株洲冶炼集团的锌电解供电系统的实际情况，采用多层网络结构搭建系统硬件平台，构成一个多层实时递阶控制系统以实现锌电解供电过程的优化与监控，接着分析了系统的工作过程，并分析了系统架构的特点。然后以实现锌电解过程能耗与用电费用最低为优化目标建立电力负荷优化分配模型，并采用带变异的自适应粒子群算法进行优化，得到锌电解系列电流最优值以指导生产。最后利用SQL Server数据库平台构建系统数据库，采用Winsocket技术实现监控计算机与通信控制器的通信，并采用Visual C++6.0编程软件开发了监控系统应用软件。该系统已成功应用于株洲冶炼集团锌电解供电过程综合自动化中。工业应用结果表明，该系统较全面地实现了锌电解供电过程优化和监控，达到了集中监控、无人值班的目的，并实现了企业的节能降耗，取得了非常可观的经济效益。
安艳萍[5]2007年在《大功率整流供电优化与控制系统的研究与应用》文中进行了进一步梳理冶炼行业电解过程的关键是节能增效以及整流供电系统的稳定运行，目前大功率整流供电尚未达到完全自动控制、无人值守。本文从实现供电系统自动控制、机组稳流控制以及提高供电整流效率的角度出发，设计开发了大功率整流供电优化与控制系统，该系统包括大功率整流供电全数字闭环控制系统和整流机组智能优化运行系统。从而实现了供电系统全数字自动控制，切实提高了整流效率，降低了电能损耗，确保了电解整流供电系统安全、经济、可靠运行。本文针对大功率整流供电系统设计了全数字闭环控制系统，该系统由上位工控机、PLC和全数字恒流触发控制器组成，采用双闭环结构。外环为系列电流控制环，由上位工控机进行优化控制；内环为单台机组电流闭环控制。其中二极管整流机组经基于PLC的档位控制器自动调节调变档位，可控硅整流机组由档位控制器自动调节调变档位进行粗调，再由全数字恒流触发控制器进行细调，保证稳流精度，确保了整流供电系统安全可靠运行。对于可控硅整流机组采用数字PI进行控制，同时由于变压器档位和可控硅控制角α之间存在耦合关系，设计了一种专家解藕控制来实现变压器档位和可控硅控制角α的协调控制。本文针对供电系统的高维、非线性、约束条件多等特点，设计了基于实时专家智能控制系统的整流机组智能优化运行系统，实时专家系统的知识库包括运行数据、事实、数学模型、启发性知识、元知识五类知识；同时，提出一种基于案例推理和基于规则推理相结合的级进推理控制策略，提高了专家系统的实时性和可靠性。该优化运行系统自动完成系列电流的大闭环控制，在满足电解需电量和功率因素要求的前提下，以尽量提高整流效率、减少供电过程中电能损耗为目标自动选择组合投入的整流机组和各投入机组的最佳电流分配值，由PLC档位控制器与全数字恒流触发控制器进行协调控制，既保证了电解槽系列供电量，又保证了整流供电系统经济运行。
李亚娟, 曾舒帆, 朱自科, 陈万才[6]2011年在《直流电耗分时计量及远程监控管理系统》文中研究说明直流电耗是电锌、电铜、电解铝等有色金属行业、电化学企业的主要能源消耗,而电费支出是产品的主要成本构成。国家、行业协会对锌、铜等每吨直流电耗
刘艺华, 申群太, 安艳萍[7]2007年在《基于CAN总线的大功率整流自动稳流系统的研究与应用》文中研究指明介绍了基于CAN总线的大功率整流自动稳流系统的工作原理和软硬件设计方法,该系统具有操作简单、可靠性高等特点。在锌电解行业中投入使用后,有效地解决了纯手工操作方式下因负载波动而导致长时间电流过高或过低的缺点,提高了锌电解生产效率。
叶红梅, 桂卫华, 阳春华[8]2007年在《基于以太网的锌电解供电远程监控系统》文中研究表明分析了某冶炼厂锌电解供电的流程,给出了远程监控系统的整体结构,提出了一种多级递阶实时控制网络。主要介绍了总调度级的功能设计与实现、监控计算机与D200的通信实现过程,系统可实现锌电解供电过程的无人值班。
刘艺华, 蒋复岱, 申群太, 徐从谦[9]2007年在《ptp通讯在锌电解供电优化系统中的研究与应用》文中研究指明以提高锌电解供电系统的自动化程度、实现网络控制为目的,在分析了系统总体结构和控制原理的基础上,重点讨论了ptp通讯在系统中的研究与应用;ptp通讯网络以S7-300PLC为主站,以两台晶闸管数字触发器为从站,实现电流给定和触发角反馈等信号的传输,其通讯协议简单,开发成本低,与Profibus网一道组成的控制网抗干扰能力强,可靠性高,有力地保证了锌电解供电优化系统安全运行,为锌电解提高整流效率、节约电能提供了保障。
李莎[10]2012年在《大功率整流供电系统的键合图模型及故障诊断方法》文中提出大功率整流供电系统是电解生产的核心设备之一，切实保障电解大功率整流供电系统的安全可靠运行，对电解生产过程具有重要的意义。本文以混杂系统理论和键合图建模技术为基础，建立了大功率整流供电系统的键合图模型，研究基于键合图模型的大功率整流供电系统故障诊断算法。首先，在研究电解大功率整流供电系统综合自动化控制国内外发展现状的基础上，对某冶炼厂大功率整流供电系统的电路结构及故障现象进行了分析；研究了基于模型的故障诊断方法的特点，讨论了大功率整流供电系统故障诊断的关键技术。其次，简述了键合图建模的基本原理，以混杂系统理论和键合图建模技术为基础，以适用于多能域系统建模的键合图为工具，提出了一种能应用于大功率整流供电系统特性研究的建模方法，以某系列整流供电系统为例建立键合图模型并仿真验证模型的正确性和有效性。该方法为进一步研究基于模型的诊断提供新的思路和方法。为基于模型的智能故障诊断方法在多能量域变结构系统的故障诊断应用进行了有益的探索。最后，研究了基于键合图的电解大功率整流供电系统故障诊断新方法，能较好地实现具有混杂特性的电解大功率整流供电系统故障准确定位。以大功率整流供电系统为对象，详细阐述了由系统键合图模型生成时间因果图，再建立故障树来分析系统的故障状态及故障原因的步骤与方法。该方法为进一步研究基于模型的故障检测和追踪、故障隔离和鉴别提供新的思路和方法。
参考文献：
[1]. 锌电解整流及监控系统的研究[D]. 荣飞. 中南大学. 2003
[2]. 微粒群算法及其在锌电解整流供电系统优化中的应用研究[D]. 王俊年. 中南大学. 2006
[3]. 以太网在锌电解供电优化控制系统中的研究与应用[D]. 刘艺华. 中南大学. 2007
[4]. 锌电解供电过程电力负荷优化分配与监控系统[D]. 叶红梅. 中南大学. 2007
[5]. 大功率整流供电优化与控制系统的研究与应用[D]. 安艳萍. 中南大学. 2007
[6]. 直流电耗分时计量及远程监控管理系统[J]. 李亚娟, 曾舒帆, 朱自科, 陈万才. 中国计量. 2011
[7]. 基于CAN总线的大功率整流自动稳流系统的研究与应用[J]. 刘艺华, 申群太, 安艳萍. 电气传动自动化. 2007
[8]. 基于以太网的锌电解供电远程监控系统[J]. 叶红梅, 桂卫华, 阳春华. 工业控制计算机. 2007
[9]. ptp通讯在锌电解供电优化系统中的研究与应用[J]. 刘艺华, 蒋复岱, 申群太, 徐从谦. 计算机测量与控制. 2007
[10]. 大功率整流供电系统的键合图模型及故障诊断方法[D]. 李莎. 湖南科技大学. 2012