利用模糊控制方法实现加热炉配风量的自寻优控制

根据加热炉燃烧特点,通过对使用多种燃烧介质的加热炉配风问题的研究,提出了自寻优算法,并利用模糊控制技术实现了加热炉最佳空燃比的控制问题。该技术可广泛用于煤炭干燥系统、冶金窑炉等场合。     

模糊自校正控制在加热炉温度控制中的应用

详细地介绍了工业过程中常用的加热设备－网带式加热炉的温度变化情况及用微型计算机控制网带式加热炉温度的设计过程,该系统采用了PID加自校正模糊控制器,实现子6个温区的温差自补偿,克服了各温区温度的相互扰动和耦合,温度在400－1100℃连续可调,本系统经过2年的实际应用,其控制效果优于传统的PID控制器,图5,表3,表6。     

磨料水射流切割压力模糊PID控制仿真技术

以先导式比例溢流阀作为压力控制元件,压力传感器作为压力反馈系统,构成了喷嘴入口压力闭环控制系统。为实现对压力的精确控制,提出了将模糊控制理论与PID控制结合起来构成模糊PID控制器的方法。利用模糊控制规则在线对该控制器PID参数进行整定,增强了PID控制器的调节控制能力。并在基于MATLAB/SIMULINK仿真环境下,对模糊自适应PID控制器进行论证。结果表明,与传统PID控制器相比,该控制器可有效地提高系统的动态响应特性,有很好的稳定性和控制精度。     

基于EKF的感应电机无传感器MRFAC控制器设计

提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的感应电机(IM)无传感器模型参考模糊自适应(MRFAC)控制器的设计方法。利用EKF算法,通过测量电机的端电压和流过定子线圈的电流在线估计电机转子的位置和速度;利用模糊自适应机构替代常规自适应机构,构成一个模型参考模糊自适应系统,从而实现具有较强自适应和抗干扰能力的感应电机无传感器矢量控制系统。仿真结果表明:该感应电机无传感器矢量控制系统具有良好的调速性能和转矩响应。     

模糊自整定PID控制器的设计与应用

针对经典PID控制器仅能在离线状态进行参数自整定的问题,在PID控制和模糊控制的基础上,设计了用于步进式加热炉温度控制系统的模糊自整定PID控制器。并用MATLAB进行仿真研究,与经典PID温度控制系统相比,此种控制器能迅速消除系统余差,同时具有PID控制器高精度的特点,又具有模糊控制器适应性强、反应迅速的优点。从而保证了此PID控制器具有预期的动静态特性。     

矿用通风机监控系统设计及应用研究

通风机在保障矿井安全方面发挥着不可替代的作用,使用监控系统不仅能提升通风系统的运行可靠性,还可以降低一定的能源消耗。结合实际情况设计了矿用通风机监控系统,系统整体上可分为调度层、传输层和终端设备层三大部分。系统中使用的控制器为S7-1200型PLC控制器,利用各类专业传感器对通风系统的振动、温度、风量、电气、压力参数进行实时监测。基于模糊PID控制技术实现通风量的高效控制。PLC控制器的软件程序基于模块化思想进行设计,通过一个主程序对各子程序进行串联,从而实现系统的各项功能。将监控系统应用到通风机工程实践中,应用效果良好,达到了预期效果,为企业创造了良好的安全效益和经济效益,值得其他煤矿企业借鉴。     

煤矿井下热害防治自动控制系统的设计与应用

介绍了目前煤矿在开采过程中出现的高温热害,采取了机械降温方法,提出了针对该降温方法的自动化控制系统。该系统采用PLC作为控制器,并结合液位、压力和温度等传感器,实现整个降温系统的自动控制。     

步进式加热炉温度控制系统设计

以某钢厂步进式加热炉为研究对象,设计与实现了板坯加热炉的两级温度控制系统。基础级控制系统采用西门子PCS7系统与Win CC组态软件进行软硬件设计,实现了燃烧过程的控制功能和远程监控。     

非线性补偿在瓦斯自动探测仪中的应用

针对传感器易受温度影响表现出非线性而造成测量精度低的问题,采用催化燃烧式瓦斯气体传感器MC116和温度传感器DS18B20设计了瓦斯自动探测仪,利用处理器ATmega128L作为控制核心,在数据处理阶段加入了非线性补偿,大大提高了测量精度。周围环境中的瓦斯浓度和温度等信息会实时显示在液晶屏1602上,并备份到存储器K9F5608中,一旦瓦斯浓度超标就发出声光报警,提醒工作人员及时撤离,避免矿难事故发生。     

刮板输送机无线检测控制装置设计

针对煤矿井下刮板输送机的特点,设计了刮板输送机无线检测控制装置。该装置分为无线传感器和无线检测控制器两部分,无线传感器采用433 MHz无线传输技术,无线检测控制器采用高速ARM处理器,利用无线传输技术实现无线传感器和无线检测控制器之间的信息传输。     

焦炉前反馈热工控制系统运行实践

焦炉生产是典型的大惯性、非线性、时变快的复杂系统，以“火落温度”为基础的焦炉前反馈热工控制系统，通过立火道温度自动测量与人工测温相关性分析、粗煤气温度测量与火落判断、标准温度的优化等运行实践，达到了自动火落时间判断、标准温度指导、加热和燃烧优化、高低温炉号判别等目的，对于稳定炉温、降低回炉煤气消耗、提高焦炭质量以及推进焦化企业技术进步具有重要意义。     

基于模糊算法的矿井局部通风机瓦斯控制系统研究

矿用局部通风机是煤矿安全生产的主要设备,为实现通风量的智能控制,采用模糊算法,对矿井局部通风机瓦斯控制系统进行了设计研究。分析了局部通风机的控制要求,建立了瓦斯浓度的模糊算法,然后对模糊算法控制查询表进行了制作。算法以瓦斯浓度偏差变化率以及瓦斯浓度偏差为输入值,并以变频输出电压相对应的电机转速为输出值,提出了局部通风机的系统控制方案以及方案中重要部分的配置。以PLC控制器的局部通风机控制系统为模糊控制的操作提供了理论基础。     

水平往复式燃煤机在锻造加热炉上的应用

通过在锻造加热炉上安装水平往复式燃煤机,改变了加热炉的燃烧方式,充分考虑燃烧过程中的温度、氧量的有机调配,燃烧充分。改进炉体结构,加大炉气的路径和流出阻力,延长炉气在加热室燃烧反应时间、空间,达到消烟除尘、节能降耗的目的。     

瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统研究与应用

为了解决高瓦斯易自燃煤层工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治智能化程度低、缺乏灾害风险的精准分级管控等问题,构建了以瓦斯抽采与自然发火监测数据为基础、以风险分级智能化管控为核心的瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统。采用API接口调用方式建立数据采集平台,构建了基于多源信息融合、K-Means聚类分析、预警规则知识库等方法的分析预警模型,设计开发了瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统软件,实现了复合灾害的精准监控、风险动态评判和智能预警。在试点工作面的应用结果表明,该系统可直观展示复合灾害监测预警信息,使采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治工作透明化,有效提升了灾害防治的智能化水平。     

1 000 MW高效宽负荷率的超超临界锅炉开发

根据反平衡法对电站锅炉各项效率损失进行分析，潜力较大的是排烟损失和未完全燃烧损失，主要影响因素有过量空气系数、排烟温度、燃烧效率；1 000 MW高效宽负荷率超超临界煤粉锅炉的开发采用低过量空气系数设计理念，在炉膛选型、受热面布置、燃烧系统设计、降低锅炉漏风等方面采取措施。与传统设计相比，50% THA负荷下锅炉效率提升了0.96%。     

无线传感技术在煤矿火灾自动报警系统中的应用研究

煤矿火灾自动报警系统延时问题一直是一个难题,提出基于无线传感技术的煤矿火灾自动报警系统,系统由多个模块构成,其中数据采集模块能够准确、可靠地对传感器的状态信息数字信号采集。无线传感网络模块用于系统通信和环境因素、感知对象的采集与检测,利用无线传感技术传送信息。自动报警模块由联动控制单元和火灾监测模块构成。数据处理模块主要结合神经网络和模糊控制对火灾判断进行辅助,解决延迟问题。通过模块中的硬件和软件,实现了联动控制、火灾报警等功能。对系统进行布设与测试,发现系统在点火后烟雾浓度较高时,仅需0.77 s进行延时和平均处理;系统的通信延迟时间很短,最短只有1.32 s的延迟。说明系统实用性较高,继续提升后可能投入应用。     

基于负载预测的刮板输送机调速系统设计与应用研究

以SGZ1250/2400型刮板输送机为对象,对设备的主要结构参数及其工作原理、实践应用中存在的问题进行了简要分析。设计了调速方案,首先利用卷积神经网络并结合某时刻电机电流和齿轮啮合频率峰值数据,对设备的负载大小进行预测,然后利用模糊PID控制技术对设备的运行速度进行调节控制,以达到降低设备能源消耗的效果。经实验测试发现,卷积神经网络可以对设备负载进行精确控制,平均误差为438%,模糊PID控制技术充分发挥了PID控制和模糊控制的优势,具有很高的控制精度和稳定性,调速系统中使用的主控制器型号为S7-300型PLC控制器。将基于负载预测的调速系统应用到刮板输送机工程实践中,现场测试结果证明,各项功能都能够实现,达到了预期效果,使设备的故障率和电能消耗分别降低了10%和134%左右     

羊场湾矿2号煤层自燃指标气体及其阈值研究

为研究羊场湾煤矿2号煤层自燃预测预报指标体系,采用程序升温方法测试了不同粒径实验煤样在氧化过程中气体产生规律,确定了煤样自燃的气体指标及其临界值。结果表明:CO/CO₂值可以作为煤自燃低温阶段的主要指标,ΔCO/ΔO₂值为辅助指标,C₂H₄在煤温达到90 ℃后出现,可以作为煤自燃进入高温阶段的指标气体,ΔCO/ΔO₂值可以作为煤自燃高温阶段指标。研究结果为羊场湾煤矿2号煤层自燃预测预报及主动防控提供了依据。     

供风量对褐煤自燃特性参数影响的实验研究

为研究煤自燃时期生成气体对诱发瓦斯爆炸的影响,选取瑞安煤业4^#煤层褐煤为实验煤样,通过管式炉程序升温和色谱分析仪研究供风量为40、120、200 mL/min时对煤自燃时期生成气体的影响,得到不同温度条件下管式炉出口O2、CO、CO2气体摩尔浓度,并计算了褐煤低温氧化阶段耗氧速率、气体生成速率和放热强度与煤样温度之间的关系。结果表明:随着温度升高,煤样的耗氧速率、CO生成速率、CO2生成速率、放热强度与温度之间均呈指数关系变化;煤样的耗氧速率与放热强度呈线性递增关系,相同耗氧速率下,当供风量为120 mL/min时放热强度最大,当供风量为200 mL/min时放热强度最小。     

煤氧化过程中指标性气体的确定

利用电加热炉对煤样进行氧化升温实验,对不同温度下煤样所释放的气体浓度利用气相色谱仪进行测定,对煤样温度、O2浓度、各气体浓度之间的关系进行分析和研究,确定该煤层各氧化阶段的指标性气体,对煤层自然发火预测和自燃火灾的防治具有重要的指导意义。