有色金屬冶煉爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、溫度是工業(yè)控制中的一項重要參數(shù)之一，在一些重型企業(yè)如冶金、煉鋼、石油、化工等行業(yè)中廣泛使用的冶煉爐、熱處理爐等均是需要進行溫度控制的設備，對溫度進行精密的控制來保證出料的質量。冶煉爐溫度控制的好壞不僅影響產品的質量而且影響生產的效率。由于冶煉爐的溫度控制系統(tǒng)具有滯后現(xiàn)象嚴重、且大慣性的性質，所以這對研究爐內溫度控制建立數(shù)學模型增加了難度。隨著科技的發(fā)展，爐型也在改進，真空冶煉爐相比常規(guī)冶煉爐更能使金屬加熱到更高溫度，可以加熱一些熔點更高

2、的金屬，使完全熔融；且加熱環(huán)境在真空情況下使得加熱更加穩(wěn)定。爐內溫度控制隨著近些年發(fā)展起來的模糊控制理論而有了控制上的優(yōu)化進步，模糊控制理論由于其魯棒性好、且無需被控對象的數(shù)學模型以及快速響應的優(yōu)點，使得它在工控領域被越來愈多的廣泛應用起來。本文先分別介紹了傳統(tǒng)PID控制和模糊控制后發(fā)現(xiàn)，二者均存在著各自的優(yōu)缺點，把二者結合后的模糊PID控制器實現(xiàn)了二者的優(yōu)勢互補，應用到真空冶煉爐的控制系統(tǒng)中可以對控制系統(tǒng)發(fā)揮它的控制效果。本文選用的真

3、空冶煉爐溫度控制系統(tǒng)是一階慣性滯后的模型，對系統(tǒng)進行分析后得到傳遞函數(shù)，在傳遞函數(shù)的基礎上對系統(tǒng)進行仿真研究。
　　冶煉爐溫度控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的以儀器儀表對其進行控制，控制精度不高、加熱時間長、具有超調且不穩(wěn)定的性質，同時這種方法也會加速器件的老化，經濟效益不高。模糊控制系統(tǒng)的魯棒性是表現(xiàn)在控制系統(tǒng)的動態(tài)性能上的，系統(tǒng)的動態(tài)性能的改善可以由模糊控制在偏離工作點較遠的地方就可以進行控制，PID控制則是在距離工作點較近的地方有很好的線性控

4、制性能，綜合以上兩種控制方法的優(yōu)點設計出了更加智能化的模糊PID控制系統(tǒng)。
　　依據(jù)真空冶煉爐的內部結構和工藝特點，本文選用的控制器是PLC，選用PLC并結合模糊PID控制算法對控制系統(tǒng)進行自動化控制，這套自動化控制系統(tǒng)可以明顯縮短上升時間、減小超調量和穩(wěn)態(tài)誤差，最后使溫度值穩(wěn)定在設定值。利用MPI總線將生產現(xiàn)場的多臺冶煉設備組成控制網，通過上位機實現(xiàn)對每臺冶煉爐的單獨控制，不僅可以提高產品的生產效率和質量，而且可以實現(xiàn)生產車間的