步进式加热炉自动控制系统设计及研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要步进式加热炉自动控制系统设计及研究摘要加热炉是冶金企业主要的过程设备，其自动控制策略是过程控制领域内的一个重要的研究方向。如何使自动控制系统能够确保钢坯的加热质量、节约加热炉的能耗、确保燃烧系统的最佳燃烧、延长加热炉设备的寿命一直是该研究领域主要的研究内容.本文以山东泉信步进式加热炉控制系统为背景，首先在介绍加热炉工艺流程以及加热炉自动控制系统的控制要求的基础上，介绍了控制系统中所使用的硬件及组态软件的功能和特点，以及在控制系统软硬件平台上所进行的组态编程工作。然后，本文对步进式加热炉的炉温控制、流量控制、炉压控制、烟温控制、换向控制、钥坯出入炉控制和步

2、进梁控制进行了实际应用设计。实际应用结果表明，本系统采用的控制策略可获得满足开轧所要求的钢坯温度，并能保证煤气合理经济燃烧以及安全稳定运行。在实现步进式加热炉自动控制的基础上，为了优化待轧时的供热制度，本文对加热炉的优化待轧问题作了深入的研究。通常，加热炉优化待轧策略的确定是以炉子数学模型为基础的，但是工业过程的复杂性、不确定性等特点往往使得我们无法得到准确的过程模型，这就给得出精确的优化待轧策略带来了很大的困难。灰色局势决策方法是一种不依赖于过程模型先验知识的目标决策方法。本文在对待轧过程和供热制度变化对钢坯出炉温度影响进行了深入分析的基础上，根据待轧时间的不确定性，利用多目

3、标灰色局势决策方法，得出了不同待轧时间的待轧优化控制策略，达到节约燃料、减少烧损，保证钢坯加热质量以及待轧结束后能及时恢复生产的目的。关键词步进式加热炉双交叉限幅控制待轧灰色局势决策东北大学硕士学位论文TheDesignandResearchofWalkingBeamReheatingFurnaceControlSystemAbstractAsthemainprocessequipmentinmetallurgyenterprise,thestrategyofautomaticcontrolofreheatingfurnaceisoneofthemostimportantres

4、earchtopicsinthefieldofrelatedprocesscontrol.Howtodesignanexcellentautomaticcontrolsystem,whichcannotonlyensuretheheatingquality,butalsoeconomizeenergyconsume,ensuregoodburningquality,prolongthelifeoftheequipments,arethemainproblemswaitingtobesolved.Basedonthedesignofautomaticcontrolsystemof

5、walkingbeamreheatingfurnaceofQuanxinSteelPlant,thisthesisfirstlyintroducesthecraftworkofwalkingbeamreheatingfurnaceandthecontrolrequestsofcomputer-aidedcontrolsystem,thenonthebaseofanalysisofthesystemcontrolrequires,thefunctionsandtraitsofthehardwareandsoftwareappliedinthesystemareintroduced

6、,andtherealizationofthecontrolsystemisintroducedindetailwithemphasisontheHMI(HumanMachineInterface)functionsandcontrolprograms.Secondly,theactualcontrolsystemstrategiesareintroducedindetail.Theapplicationresultsshowthatthestrategiesmayincreasecontrolaccuracyofreheatingfurnaceandobtainthebill

7、ettemperaturethatstart-rollingrequiresaswellasensureeconomicalcombustionandsafetyoperation.Onthebaseofrealizingautocontrolofreheatingfurnace,theoptimizeddecisionmakingofheatsupplyduringtheperiodofrollingdelayisdeeplystudiedinthethesis,Theapproachme