加热炉计算机控制系统的设计与实现.doc

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1、摘　　要加热炉是轧钢生产线上的最重要的设备之一，其控制目标是满足开轧所要求的钢坯温度分布，实现钢坯表面最小氧化烧损，达到最少能耗的经济指标目的。因此，提高加热炉的热效率、降低能耗，对减少冶金工业能耗有积极的意义。加热炉计算机控制系统主要包括基础自动化控制系统（LEVLEL1）和过程自动化控制系统（LEVEL2），其中LEVEL1控制系统包括燃烧控制系统和顺序控制系统，LEVEL2系统由板坯物料跟踪模型、板坯温度预报模型和通讯三部分构成。燃烧控制系统主要包括空煤气的双交叉限幅比例控制、炉膛压力控制、热风自

2、动放散控制、热风压力控制和煤气自动切断保护控制，我们通过研究开发了“炉温模糊自动控制器”，从而实现了炉温的快速响应。顺控系统主要包括装钢机的控制、步进梁控制、出钢机控制以及液压系统的控制。物料跟踪系统主要是坯料的入炉侧辊道跟踪，炉跟踪，以及出炉辊道的跟踪。钢坯温度预报模型主要包括装炉温度计算模型，炉温度周期计算模型和出炉温度计算模型，本文主要提出了基于分段BP神经网络的钢坯温度预报模型，并进行了离线仿真。其讯主要由LEVLE2系统与LEVEL1系统之间的温度数据采集、装出钢机设定、步进梁设定、坯料的辊道

3、跟踪；与轧线计算机的通讯和与MES系统的通讯等组成，本文详细研究了TCP/IPSOCKET的通讯编程方法。最后，以板坯生产过程为研究对象，开发了基于SIEMENSS7-400PLC和WINCC软件的基础自动化系统。在此基础上，结合板坯的物料跟踪模型、钢坯温度预测模型和通讯，实现对各种钢种和厚度板坯的加热质量控制，预测板坯三层温度并传送给轧机，实现加热炉的全自动生产控制。关键词：加热炉；计算机控制系统；温度控制；模型AbstractReheatingfurnaceisthemostimportantone

4、oftheequipmentofsteelrollingproductionline,thecontrolobjectiveistomeettherequiredopen-rolledtemperaturedistributionunderthepremise,achievingeconomicindicatorsoftheminimumbilletsurfaceburningandminimalenergyconsumption.Therefore,improvingfurnacethermaleff

5、iciency,reduceenergyconsumption,toreduceindustrialenergyconsumptionhasapositivemeaning.Reheatingfurnacecomputercontrolsystemincludingbasicautomationsystem(LEVEL1)andprocessautomaitonsystem(LEVEL2).LEVEL1controlsystemincludesheatingcontrolsystemandsequenc

6、econtrolsystem.LEVEL2includesslabtrackingmodel,temperaturepredictionmodelandcommunication.Heatingcontrolsystemincludedoublecrosslimitedcontrolofairandgas,hearthpressurecontrol,hotairexhaustcontrolandhotairpressurecontrolandgasautomaticcut-offcontrol,deve

7、lopment“FUZZYcontroler”realizedfastresponseoffurnacetemperature.Sequencesystemincludeschargingmachinecontrol,walkingbeamcontrol,dischargingmachinecontrolandhydraulicsystemcontrol.Slabtrackingsystemcompletesrolltabletrackingofchargesideanddischargeside,in

8、sidefurnacetracking.Slabtemperaturepredictionmodelincludechargeslabtemperaturecalculation,cycletemperaturecalculationmodelofinsidefurnaceanddischargingslabtemperaturecalculationmodel,proposedslabtemperaturepredictionmodelb