电渣炉控制系统设计及控制方法的研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要电渣炉控制系统设计及控制方法的研究摘要我国的电渣重熔技术处于世界前列，但是大部分电渣炉的设备较为陈旧，故障较多，特别是控制系统更为落后，控制精度(工作电流、工作电压、功率、熔速等)及稳定性较差，直接影响了电渣锭的质量和生产效率，制约了其经济效益的进一步提高。解决当前电渣重熔生产中存在的一些技术问题成为电渣生产的关键所在。本文结合目前电渣炉炼钢生产中存在的问题及某钢铁企业4台4吨电渣炉建设项目，在首先确定了合理的电渣重熔工艺参数的基础上，开发了一套以PLC控制器为核心的先进的计算机控制系统。系统采用上下位机结构：上位机采用工业控制计算机

2、和液晶显示器，负责电渣生产监控；下位机采用GE公司90．30系列PLC，负责电渣炉生产过程的全部控制。采用两套PLC系统，每套PLC系统控制两台电渣炉。采用两层网结构，两台上位机与两套PLC系统采用Ethemet网，利用GEPmfibus模块将两台电渣炉所用变频器与PLC连成现场总线(Profibus)网，利用GEModbus模块将两台电渣炉的功率表与PLC连成Modbus总线网。系统可实现单台上位机群控多台电渣炉。上位机采用iFIX组态软件开发各监控画面，下位机采用Cimplicity软件开发各应用控制程序。本文对电渣炉的冶炼控制方法进行了论述，针对恒功率

3、策略的弱点，结合几种递减功率策略所作的分析，采用了在恒熔速基础上的恒渣阻控制两级控制方案。控制系统运行稳定，控制效果良好，不但能很好地跟踪电流的变化，而且控制精度较传统电渣炉有了很大程度的提高，本系统的控制精度可以达到±3％。针对电渣炉是一个多变量、非线性、强耦合、时变及随机干扰较强的系统，且无法确定其精确的数学模型，本文在采用传统的PID控制的基础上，结合电渣炉炼钢生产的实际情况，对几种人工神经元智能PID控制算法在电渣炉生产中的应用进行了探讨，得到了比较好的仿真效果。关键词：电渣炉：PID控制器；神经网络：计算机控制系统东北大学硕士学位论文Abstrac

4、tControlSystemDesignandControlSchemeStudyforElectroslagFurnaceAbstractThetechnologyofESRinourcountryheadstheworld，butbecausethemajorityofelectroslagfurnacesequipmentisobsolete，andthecontrolsystemisspeciallyobsoleter,whichhasmuchfault．Thecontrolprecision(operatingcurrent,workingvolt

5、age，power,remeltingspeedandSOon)andthesystemisinstable．Thesedirectlyaffectedthequalityofelectroslagspindleandproductionefficiencyrestricteditseconomicbenefit．Thesolutionstotechnicalquestionsbecomepivotalinelectroslagproduction．Inthisdissertation，consideringthedemandsofrapiddevelopm

6、entandinformationrenovationforelectroslagremeltingindustry,withtheconstructionprojectof4tonselectroslagfurnacesintheShanghaisteelmill，onthebasisoffirstlydeterminingprocessparameterofESR．developedanadvancedcomputercontrolsystembasedonPLCcontroller．Thesystemadoptstwogradescontrolsyst

7、ems，includingthesuperiorcomputerandtheinferiorcomputer．ThesuperiorcomputeradoptedindustrycontrolcomputerandLCD，controllingtheprocessofelectroslagproduction，monitoringtheproduction；theinferiorcomputeradopted90—30seriesPLCofGECorporation，controllingeleetroslagproductioninalltheproces

8、s．TheitemappliedtwosetsofP