電渣爐模糊PID控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、本課題結(jié)合目前電渣爐控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，針對(duì)電渣重熔工業(yè)快速發(fā)展以及其信息化改造的要求，在首先確定了合理的電渣重熔工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一套以模糊PID控制器為基礎(chǔ)的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。采用該控制系統(tǒng)后，可提高電渣重熔設(shè)備的使用效率及合理性，使設(shè)備具有更優(yōu)異的機(jī)械性能和使用壽命；減輕工人負(fù)擔(dān)，避免許多人為因素造成的事故；優(yōu)化控制過程，保證了重熔過程的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 本控制系統(tǒng)與以往的電渣爐控制系

2、統(tǒng)相比，最大的不同之處在于調(diào)節(jié)器的改變。以往的電渣重熔控制系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)大滯后、時(shí)變、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，或是參數(shù)未知或緩慢變化，存在滯后和隨機(jī)干擾，無法獲得精確地?cái)?shù)學(xué)模型的系統(tǒng)時(shí)，控制性能往往不夠理想。電渣爐是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變及隨機(jī)干擾較強(qiáng)的系統(tǒng)，且難以確定其精確的數(shù)學(xué)模型。采用傳統(tǒng)的PID控制，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間長，超調(diào)量大，而且PID的參數(shù)難以在線整定，這會(huì)影響到熔鑄過程的控制

3、效果，并進(jìn)而影響熔鑄產(chǎn)品的冶金質(zhì)量。模糊控制器是一種近年來發(fā)展起來的新型控制器，其優(yōu)點(diǎn)是不要求掌握受控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，而根據(jù)人工控制規(guī)則組織控制決策表，然后由該表決定控制量的大小。將模糊控制和PID控制兩者結(jié)合起來，揚(yáng)長避短，既具有模糊控制靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有PID控制精度高的特點(diǎn)。有鑒于此，本文設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自整定模糊PID控制器，將其應(yīng)用于電渣重熔過程中電流與電壓等參數(shù)的調(diào)節(jié)，在現(xiàn)場調(diào)試生產(chǎn)中獲得了比較理想的控制效果。

4、 電渣爐控制系統(tǒng)的工藝控制數(shù)學(xué)模型按照起弧造渣、穩(wěn)定熔煉和補(bǔ)縮三個(gè)階段設(shè)計(jì)。以工藝控制模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一套由上位機(jī)、PLC、變頻器、調(diào)壓器、重力傳感器以及其他元件組成的二級(jí)過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。上位機(jī)使用WINCC組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了監(jiān)控程序，可對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集、顯示和存儲(chǔ)，并且提供工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)跟蹤曲線圖。下位機(jī)PLC主要負(fù)責(zé)整個(gè)電渣重熔過程的自動(dòng)控制，以及模糊控制器模塊的運(yùn)算。利用回路中的電流、電壓等的反饋信號(hào)控制電極的升降