大型臺(tái)車式電阻爐溫度自適應(yīng)控制系統(tǒng).pdf

1、電阻爐熱處理過(guò)程通常呈現(xiàn)嚴(yán)重大純滯后、非線性、時(shí)變性，而且大型臺(tái)車式電阻爐由于加熱空間大，溫度場(chǎng)存在強(qiáng)耦合、現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)干擾，給溫度控制帶來(lái)極大的不確定性，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，成功解決電阻爐溫度控制問(wèn)題以滿足熱處理工藝要求具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先介紹了我國(guó)電阻爐溫度控制的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題。著重分析了大型臺(tái)車式電阻爐熱處理過(guò)程中溫度控制所面臨的問(wèn)題。 其次根據(jù)熱處理工藝的要求，完成了基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，集檢測(cè)、

2、控制和管理等功能為一體的自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)采用二級(jí)計(jì)算機(jī)控制方式，基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)采用西門子公司S7-200系列PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)臺(tái)車、電源車的運(yùn)行以及砂封、爐門升降和密封的控制。監(jiān)控級(jí)為臺(tái)灣研華生產(chǎn)的工業(yè)控制機(jī)，完成對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)、監(jiān)控、報(bào)警、制表等功能。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，畫(huà)面動(dòng)感直觀，并具有高適應(yīng)性、高可靠性和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。 本系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)高速、便于進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，替代普通控制儀表，實(shí)現(xiàn)了對(duì)27個(gè)加熱區(qū)的溫度控制，保證了

3、這些加熱區(qū)能同步、協(xié)調(diào)工作，現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)整定簡(jiǎn)單方便；控制器輸出經(jīng)過(guò)獨(dú)特的限幅技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了溫度的局部微調(diào)，較好的解決了爐內(nèi)溫度不均勻的問(wèn)題，達(dá)到了大型工件表面溫差≤±10℃的工藝要求。 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，溫度信號(hào)傳輸距離較長(zhǎng)、干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，系統(tǒng)利用熱電偶溫度采集專用模塊將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)字信號(hào)，提高了測(cè)量精度。另外，通過(guò)對(duì)溫度采集專用模塊的輸入端采取抗干擾措施，有效地消除了傳輸線上較強(qiáng)的干擾信號(hào)，提高了系統(tǒng)的抗干擾性。

4、 通過(guò)對(duì)大型臺(tái)車式電阻爐熱處理過(guò)程的理論分析，針對(duì)電阻爐溫度具有嚴(yán)重的非線性、強(qiáng)耦合這一難題，本文采用先進(jìn)的增益自適應(yīng)Smith預(yù)估補(bǔ)償控制算法，解決了電阻爐溫度控制時(shí)滯性強(qiáng)、參數(shù)不確定性大、易受隨機(jī)因素影響等問(wèn)題，提高了控制的穩(wěn)定性和精度，取得了滿意的效果。 本文主要研究成果是：通過(guò)對(duì)大型臺(tái)車式電阻爐的研制，解決了大型熱處理設(shè)備制造過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，有利于對(duì)溫度均勻和精度要求較高的熱處理工藝的發(fā)展，提高了壓力容器等