台车式退火炉PLC控制系统的优化设计.pdf

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1、台车式退火炉PLC控制系统的优化设计胡玲艳，等台车式退火炉PLC控制系统的优化设计0ptjmizatjOnDesjgnOfthePLCCOntrOISystemfOrTrOIIeyTypeAnnealingFurnace胡跨艳1唐错2(大连大学信息工程学院1，辽宁大连116622；大连万通工业装备有限公司2，辽宁大连116023)摘要：针对原台车式退火炉控温系统超调大、信息监控实时性差以及运行可靠性低等问题，应用西门子s7—300PLc控制系统进行优化设计，包括温度控制、燃烧过程控制、压力及电气联锁控制、上位机管理

2、系统等。温度是系统控制中的关键参数，根据专家的经验知识，通过PLc程序对控温算法进行优化设计。同时利用sTEP7软件指令自主研发程控脉冲燃烧分频程序，保证控温的精确性和在炉内分布的均匀性。实际运行结果表明，系统性能稳定、控温精度高、硬件成本低，很好地满足了工艺需求。关键词：PLC控制系统控制精度PID算法优化设计中图分类号：TP273文献标志码：AAbstract：Aimingatthedemeritsofthetemperaturecontrolsystemsforexistingtmlleytypeanneal

3、ingfmace，e．g．，largeovershoot，poorrealtimemoIlitoringperf0瑚ance，andlowoperationreliability，etc．，byadoptingSiemenss7-300PLCtheoptimizationdesignofthecontmlsystemisca耐edout，including【emperaturecontml，combustionpmcesscontIDl，pressureandelectricinterlockcontrolandh

4、ostcomputermanagementsystem，etc．Temperatureisthec血icalparameterinsystemcontIDl，inthedesign，theexperienceandknowledgeofexpertsisused；thetemperaturecontrolalgorithmisoptimallydesignedthroughPLCpmgTam．Inaddition，withhelpofS‘fEP7sofhvarecommands，pr0昏ammablecontr01

5、IedpuIsecombustionfkquencydividerprogramisdeVelopedt0ensuretheaccuracyoftemperaturecontrolandt}Ieunifo唧ityoftemperaturedistributioninfumace．Theresultofpracticaloperationindicatesthatt}lesystemfeaturesgoodstability。hightemperaturecontrolaccumcy，lowcostofhardwar

6、e，andmeetstechniquerequirements．K郫ords：PLCControlsyslemContmlaceuracyPIDalgorithom0ptimizationdesjgnO引言台车式退火炉作为冶金及机械行业常用的热处理设备，主要用来完成最后的热处理工序，其基本过程是根据控制工艺曲线，提供准确的升温、保温和降温操作，同时保证炉内各处的温度均匀。该热处理工序控制的好坏将直接影响产品质量。基于PLc控制技术，对台车炉热处理过程进行设计是目前冶金领域采用较多的方法，程序控制使台车炉控制系统更易

7、于优化，控制过程更易于调节；通过对算法的优化设计，可使控温精度更高，炉温均匀性更好。本文以包钢集团某分厂设计调试的一燃气台车式退火炉为研究背景，分析其各级控制系统的优化设计过程。1设备工艺特点台车炉有效面积为35m2，最大装炉量为55t，最辽宁省教育厅科学技术研究基金资助项目(编号：200803525)。修改稿收到日期：2011一12—29。第一作者胡玲艳(1978一)，女，2004年毕业于大连海事大学控制理论与控制工程专业，获硕士学住，讲师：主要从事智能控制、先进工业过程控制工程研究设计方面的研究。高炉温为700

8、℃，控制点温度为680℃，控制上炉温偏差要求小于±5K，升温速度为100～150℃／h。炉子的控制策略和操作参数将决定炉子的热处理效果，进而影响炉子的生产指标。对于结构特性一定的炉子，算法控制形式及优化方式是影响炉子性能指标的最大因素。因此，所设计的控制系统要能够实时准确地优化各控制环节及参数，以获得最优化的生产指标，使设备可靠、高效地运行⋯。2控制系统组成