大型台车式电阻炉温度自适应控制系统

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1、大型台车式电阻炉自适应控制系统摘要电阻炉热处理过程通常呈现严重大纯滞后、非线性、时变性，而且大型台车式电阻炉由于加热空间大，温度场存在强耦合、现场强干扰，给温度控制带来极大的不确定性，严重影响产品质量。因此，成功解决电阻炉温度控制问题以满足热处理工艺要求具有重要的现实意义。本文首先介绍了我国电阻炉温度控制的现状、发展趋势及存在的问题。着重分析了大型台车式电阻炉热处理过程中温度控制所面临的问题。其次根据热处理工艺的要求，完成了基于现场总线技术，集检测、控制和管理等功能为一体的自动化系统的开发。整个系统采用二级计算机控制方式，基础自动化级采用西门子公司S7—200系列PLC，实现对对台车、电源

2、车的运行以及砂封、炉门升降和密封的控制。监控级为台湾研华生产的jf：业控制机，完成对系统的组态、监控、报警、制表等功能。系统操作简便，画面动感宜观，并具有高适应性、高可靠性和高稳定性等特点。本系统利用计算机高速、便于进行复杂计算的优势，替代普通控制仪表，实现了对27个加热区的温度控制，保证了这些加热区能同步、协调工作，现场参数整定简单方便；控制器输出经过独特的限幅技术，实现了温度的局部微调，较好的解决了炉内温度不均匀的问题，达到了大型工件表面温差≤±lO℃的工艺要求。针对现场环境恶劣，温度信号传输距离较长、干扰强等特点，系统利用热电偶温度采集专』H模块将温度信号直接转化为对应的温度数字信号

3、，提高了测量精度。另外，通过对温度采集专用模块的输入端采取抗_i；F扰措施，有效地消除了传输线上较强的干扰信号，提高了系统的抗干扰性。通过对大型台车式电阻炉热处理过程的理论分析，针对电阻炉温度具有严重的非线性、强耦合这一难题，本文采用先进的增益白适应Smith预估补偿控制算法，解决了电阻炉温度控制时滞性强、参数不确定性大、易受随机因素影响等问题，提高了控制的稳定性和精度，取得了满意的效果。本文主要研究成果是：通过对大型台车式电阻炉的研制，解决了大型热处理设备制造过程中的关键技术问题，有利于对温度均匀和精度要求较高的热处理工艺的发展，提高了压力容器等设备的质量，推动了热处理加工行业的生产自动

4、化，为大型化热箍理设备的制造及改造提供了成功的经验。关键词：大犁台车式电阻炉、自适应控制、温度控制、热处理大型台车式电阻炉自适应控制系统AbstractThenon—linear,time·varyingandlaggingusuallyappearsseriouslyintheprocessofheattreatment，andthelargebogie-hearthresistancefumacehasmanycharacterssuchaSs仃ongcoupleness．disturbanceinthefieldandsoonbecauseofitslargeheatspace．So

5、itbringsagreatdifficultiesfortemperaturecontr01．Therefore，thesuccessfulsolutiontocontrolthefumacetemperatureaccordingtotherequirementofIndustryisofimportance．Firstly,thepapercomprehensiVelyanalyzesthepresentsituation，developmenttrendsandproblemsabouttheapplicationoftemperaturecontroloflargebogie·h

6、earthresistancefurnace．Secondly,accordingtotherequestofheattreatment，aautomationsystemhasbeendevelopedtotestcontrolandmanagebasedonfieldbustechnologyThesystemiscomposedoftwolayersofcomputercontrolstructure，basicautomationiscompletedtocontroltheactionofbogieandPowercartage，liftandsealofsandsievegra

7、dingandfurnace’sgatebySIMENPLC．SupervisorismadeupwithindustrialcomputerfromYanHuacorporationofTaiwan，andfulfillsmanyfunctionssuchasconfiguration，supervision，alarm，table，etc．Thetemperaturecontrolsystemisoperatedsi