智能控制技術(shù)在電弧爐電極調(diào)節(jié)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來,我國電弧爐鋼鐵生產(chǎn)取得了顯著的成績,鋼鐵產(chǎn)量大幅增加,技術(shù)裝備水平快速提升,電弧爐冶煉技術(shù)的發(fā)展成為我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。然而面對我國廢鋼利用率低、電力緊缺的現(xiàn)實(shí)情況,研制高效、節(jié)能的現(xiàn)代電弧爐煉鋼新技術(shù),提升電弧爐煉鋼的高效化生產(chǎn),對于促進(jìn)我國電弧爐煉鋼行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
　　 電弧爐煉鋼是利用上下移動的三相電極與廢鋼等金屬短路形成的電弧作為熱源,使廢鋼逐漸熔化的工業(yè)過程。在冶煉過程中三相電

2、極必須根據(jù)弧長變化,對電極和原料之間的相對距離進(jìn)行調(diào)節(jié),以確保電弧的長度保持穩(wěn)定并發(fā)揮其最佳的熱效率來熔煉爐料。由于交流電弧爐冶煉的被控對象具有高度的非線性、強(qiáng)耦合、時變性和時滯性等特點(diǎn),用傳統(tǒng)的PID控制策略或現(xiàn)代經(jīng)典的控制理論都難以達(dá)到期望的高精度控制要求,因此,為了優(yōu)化電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制效果,需要采用智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效的電極升降控制。
　　 本文以智能控制理論為基礎(chǔ),結(jié)合電弧爐煉鋼的發(fā)展進(jìn)程,對電弧爐電極升降控制系統(tǒng)進(jìn)行

3、了深入的分析和研究,提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制及PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的智能控制方案,實(shí)現(xiàn)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動控制功能。本文的研究工作有以下三個方面:
　　 (1)根據(jù)電弧爐電極升降系統(tǒng)的過程控制要求,結(jié)合電極控制系統(tǒng)的相關(guān)理論知識和工作原理的分析,建立交流電弧和三相電極的數(shù)學(xué)仿真模型,并通過仿真驗(yàn)證模型的正確性。
　　 (2)針對現(xiàn)代電弧爐冶煉工藝特點(diǎn),整個冶煉周期可分為熔化期和氧化還原期兩個階段,采用分段控制

4、策略對電極進(jìn)行控制。在熔化期階段,外部擾動明顯、弧長變化和偏差大,要求電極控制器具有較高的無超調(diào)快速響應(yīng)特性,文中采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法與PID相結(jié)合的智能控制器,仿真驗(yàn)證該控制器具有良好的動態(tài)快速響應(yīng)性能。在氧化還原期階段,擾動相對減少,弧長變化穩(wěn)定,要求電極調(diào)節(jié)同時兼顧快速性和精確性兩個性能指標(biāo),采用了模糊控制和PID控制相結(jié)合的智能控制策略,仿真驗(yàn)證該控制器可以使電極調(diào)節(jié)達(dá)到預(yù)期的控制效果。
　　 (3)建立基于西門