蓄熱步進式加熱爐先進計算機控制系統(tǒng)的研究開發(fā)與實現.pdf

1、在鋼鐵企業(yè)中，加熱爐是一個很重要的設備，也是鋼鐵生產線中耗能較大的一部分，如何降低其能耗并且提高生產效率是一個很重要的研究方向。蓄熱步進式加熱爐是一種新型的加熱爐，能夠較大幅度地降低能耗，并且還可以提高產鋼效率以及鋼坯質量。但是蓄熱步進式加熱爐有一系列特點，如強耦合、多變量、時變、純滯后、非線性、大慣性等，這使得比較建立真實、穩(wěn)定、精確的模型比較困難，導致控制難度也較大。因此對其控制策略的研究成為各國從事工業(yè)控制的專家及科研工作者努力的

2、目標，并期望能夠開發(fā)出比較先進的控制技術。
　　本文以濟鋼中厚板廠3500生產線的1號加熱爐改造為研究背景。1號爐原來是非蓄熱推鋼式加熱爐，因其使用年限較長以及加熱爐本身的限制，已經難以滿足生產的需求。另外，其燃燒控制、爐壓控制等均為手動執(zhí)行，自動控制水平不高，難以達到精確控制，且其參數波動較大，導致生產的鋼坯的質量較差。綜合以上幾個原因，確定將其改造成蓄熱步進式加熱爐，并且在對加熱爐綜合分析的基礎上設計一套合適的控制系統(tǒng)，主要任

3、務包括以下幾部分。
　　首先對蓄熱步進式加熱爐的生產工藝進行了綜合的分析，結合生產工藝對加熱爐的燃燒狀態(tài)進行了分析，對相應的控制過程中存在的問題做了一定的理論研究，發(fā)現控制中存在的問題。之后對加熱爐燃燒控制的控制原理進行了詳細的分析，提出了模糊PID控制以及改進型雙交叉限幅控制方法，主要對燃燒過程、爐膛壓力、汽化冷卻、換向系統(tǒng)等進行控制;另外，對加熱爐的電氣控制系統(tǒng)也進行了理論研究并且提出了具體的控制方法，設計出一套步進系統(tǒng)。對裝

4、鋼、步進梁、出鋼門等進行控制，結合蓄熱式加熱爐的熱特性進行特定的動作，從而使鋼坯受熱均勻，優(yōu)化產鋼效率以及鋼坯質量。隨后對上述的控制方法進行了總體結構設計和系統(tǒng)實現，主要包括上位機監(jiān)控軟件以及下位機控制軟件的實現，仍然是包括燃燒控制以及電氣控制兩部分。最后，論文分析了系統(tǒng)的整體運行情況，并且提出了需要改進的幾點。
　　實際生產線應用的結果證明，蓄熱步進式加熱爐燃燒控制以及電氣控制系統(tǒng)的設計均合理，且能夠可靠穩(wěn)定地運行，并能夠達到預