基于煉鋼-連鑄仿真平臺的流程控制與生產(chǎn)調度研究.pdf

1、本課題為“985工程”煉鋼-精煉-連鑄流程的控制系統(tǒng)集成與流程綜合優(yōu)化實驗研究平臺中的子課題。實驗平臺采用虛擬現(xiàn)實仿真計算機系統(tǒng)與實物模擬系統(tǒng)相結合的仿真實驗環(huán)境，以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為驅動，通過網(wǎng)絡通訊與仿真操控和虛擬場景形成交互信息，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的實際操控仿真。本實驗平臺是連接理論研究與鋼鐵生產(chǎn)實際應用所必須的中間環(huán)節(jié)，可以模擬煉鋼-連鑄生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為實現(xiàn)煉鋼-連鑄全流程優(yōu)化控制與調度提供研究基礎。
　　本論文主要包括以下研究內容:

2、r>　　完成煉鋼-連鑄實驗平臺中物理裝置的控制系統(tǒng)及其與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的交互。在物理模型的控制系統(tǒng)中，采用西門子S7_400 PLC作為控制器，上位機裝有WINCC組態(tài)軟件，組建煉鋼-精煉-連鑄整個生產(chǎn)流程的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，建立監(jiān)控系統(tǒng)等。采用工業(yè)以太網(wǎng)技術實現(xiàn)各個控制PLC與上位機之間的互聯(lián)互通;利用Socket通信接口和OPC通信接口，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實與控制PLC的通訊，保證虛擬現(xiàn)實中的虛擬場景與物理模型裝置的同步動作等。
　　基于煉

3、鋼-連鑄實驗仿真平臺，將實驗平臺的煉鋼-連鑄生產(chǎn)調度問題抽象為3階段的混合流水車間調度問題，建立煉鋼-連鑄生產(chǎn)調度的0-1混合整數(shù)規(guī)劃模型。采用遺傳算法與線性規(guī)劃相結合的算法給出煉鋼-連鑄生產(chǎn)調度問題求解策略。通過優(yōu)化傳擱時間滿足鋼水溫度要求，通過最小化澆次開澆提前/拖期懲罰來協(xié)調生產(chǎn)節(jié)奏。采用二進制染色體編碼方式，以染色體編碼表示爐次設備指派與爐次在設備上的加工順序，采用反向調度理論給出具體調度方案。
　　對煉鋼-連鑄生產(chǎn)調度計