臂式电熔镁炉控制系统软件设计和开发

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1、万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringDesignandDevelopmentofControlSoftwareforArm--typeFusedMagnesiaFurnaceByJiangShaoyanSupervisor：ProfessorZhengXiupingNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或

2、撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：荔J／’志奠日期：劲f年6月≥1日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签

3、名：岛您签字日期却忙年莎月纠日两年d导师签名：狲罨枥签字目期：h口年占月叫日万方数据盔a垦盘堂亟±茔焦途塞垫墨臂式电熔镁炉控制系统软件的设计与开发摘要电熔镁砂具有熔点高、抗氧化性强、组织致密、化学性能稳定、耐压强度高、耐腐蚀性强等特点，广泛应用于冶金、化工、航天、核工业、家用电器等行业。目前，我国生产电熔镁砂最常用的设备是三相交流电熔镁炉。工业生产中，电熔镁炉的熔炼过程仍以人工控制为主，自动化程度低，生产过程常因生产事故的发生而中断，造成产品的质量低、能耗大，所以建立一个稳定可靠、自动化程度高、易于维护的电熔镁炉控

4、制系统对电熔镁行业发展具有重要的意义。针对传统电熔镁炉结构简单，自动辅助设备少的特点，臂式电熔镁炉在结构和功能作了极大改进：增加了臂式电极结构、自动加料系统、转炉系统、变频调速系统等。由于臂式电熔镁炉的熔炼过程具有较强非线性、时变性、干扰繁复，工况复杂等特点，其数学模型难以建立，常规控制方法控制效果不佳。本文以电熔镁炉熔炼过程的节能降耗为目标，针对臂式电熔镁炉的控制难点，设计并开发了以模糊控制为核心的臂式电熔镁炉控制系统，并成功应用于工业现场，实现臂式电熔镁炉熔炼过程三相电极的自动控制。本文的主要研究工作如下：(1

5、)基于臂式电熔镁炉熔炼过程的工艺要求和控制目标，提出了由针对正常工况和加料工况的恒电流模糊控制器、限位处理控制器和排气控制器组成的电熔镁炉熔炼过程的控制策略。(2)根据所提出的熔炼过程的控制策略，设计并开发由底层控制软件和上层监控软件组成的臂式电熔镁炉控制软件。下位机底层控制软件采用模块化编程思想，将复杂的功能任务分解成不同的独立模块：数据采集滤波模块、加料操作模块、排气模块、限位处理模块、恒电流控制模块、故障报警及处理模块和停炉保护模块等；上位机监控软件主要实现熔炼过程的动态监视、设备故障的报警显示和处理、控制参

6、数的修改、历史曲线实时显示等。(3)将臂式电熔镁炉控制软件应用于工业现场，大大提高了自动化水平、有力地降低了操作工人的劳动强度、单位产品的耗电量明显降低，取得了良好的控制效果。同时将恒电流的模糊控制与PID控制比较，模糊控制表现出更好的抗干扰能力。关键词：臂式电熔镁炉；模糊控制；数据挖掘：模块化编程．II—万方数据DesignandDevelopmentofControlSoftwareforArm—typeFusedMagnesiaFurnaceAbstractFusedmagnesiahasthecharact

7、eristicsofhighmeltingpoint，stronganti-oxidant，densestructure，wellchemicalstability，highcompressivereinforcementandstronganti—corrosion．Henceitiswidelyusedinthefieldofmetallurgy，chemicalengineering，aerospace，nuclearindustryandhouseholdappliances．Atpresent，themo

8、stcommonlyusedproductionequipmentforfusedmagnesiaisthree—phaseACelectricalsmeltingfurnaceformagnesia(ESFM)inourcountry．Inindustrialproduction，thesmeltingprocessismainlycontrolledby