可變直流礦熱爐控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、目前，鐵合金電爐在生產(chǎn)過程中，大部分仍然采用人工方法，憑借經(jīng)驗與感覺來調整電極的升降。這不僅增加了冶煉工人的勞動強度，還容易造成產(chǎn)品燒結質量低下、電爐爐況不穩(wěn)定。在現(xiàn)有的一些礦熱爐自動化控制系統(tǒng)中，多采用傳統(tǒng)PID控制策略，很難達到理想的控制效果。所以，針對礦熱爐控制系統(tǒng)現(xiàn)存的問題，我們設計了全新的可變直流礦熱爐控制系統(tǒng)。
　　首先，對礦熱爐控制系統(tǒng)的核心—電極調節(jié)方面進行分析，由分析可知，礦熱爐建模困難，而且該模型具有時變性和非

2、線性等特點，單純采用傳統(tǒng)PID控制器難以取得更好的控制效果。因此引入了對模型的要求不高的模糊控制，采用模糊與PID相結合的方法作為本系統(tǒng)的控制策略。
　　其次，在電動機啟動狀態(tài)下，電機容易因過熱而造成損壞，這樣會影響執(zhí)行機構的使用壽命，而且電極的頻繁動作不利于節(jié)能，同時使爐內(nèi)的水溫不穩(wěn)定，也不利于生產(chǎn)。根據(jù)實際生產(chǎn)可知，礦熱爐系統(tǒng)中容許一定的偏差，這樣就提出了如何在滿足控制要求的前提下，保證電極上提、下放次數(shù)最少的問題。針對上述問

3、題本系統(tǒng)采用帶死區(qū)的模糊PID的控制策略。并且根據(jù)模糊控制原理和單片機的特點，使帶死區(qū)的模糊PID控制在MCU中得以實現(xiàn)。除此之外，根據(jù)工藝的要求，以及國家電力部門的功率要求的限額，提出一次側電網(wǎng)輸入功率超限的處理策略。
　　最后，采用模塊化設計思想，設計開發(fā)了以C8051F040高性能單片機為核心控制器的礦熱爐控制系統(tǒng)，主要包括控制模塊、顯示模塊、網(wǎng)絡通信子系統(tǒng)、人機對話系統(tǒng)、電機驅動控制器及電力控制部分，使系統(tǒng)的智能化程度得以