蓄熱式加熱爐作為重要的熱工設(shè)備,廣泛應(yīng)用于冶金領(lǐng)域中。加熱爐在工作過程中受到的隨機干擾較多,爐溫具有非線性、大滯后、大慣性等特點。爐溫控制效果的優(yōu)劣將直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量、能源消耗以及鍛造設(shè)備的壽命。隨著我國各行業(yè)對鋼材性能的要求不斷提高,傳統(tǒng)的PID爐溫控制系統(tǒng)很難生產(chǎn)出較高質(zhì)量的鋼材,因此提高加熱爐的控制性能對鋼鐵行業(yè)的發(fā)展具有重大意義。本課題以某鋼廠鍛造車間的2#蓄熱式鍛造加熱爐為研究對象,針對目前加熱爐存在的爐溫超調(diào)量大、波動較大、空燃比難以控制等問題,提出了一種基于智能控制理論的加熱爐控制方案。首先,分析了加熱爐燃燒機理及空燃比和空氣過剩系數(shù)的關(guān)系,并通過分析加熱爐的爐溫特性,確定了爐溫-燃燒串級控制方案。從蓄熱式鍛造加熱爐的工藝出發(fā),研究燃燒控制策略,通過比較分析雙閉環(huán)比值控制、單交叉限幅控制、雙交叉限幅控制這三種燃燒控制,確定了雙交叉限幅燃燒控制為最佳的燃燒控制策略。其次,針對加熱爐經(jīng)常受到燃?xì)鈮毫Φ牟▌雍腿細(xì)鉄嶂档淖兓约邦l繁的出料進(jìn)料等因素的影響,指出采用常規(guī)PID難以實現(xiàn)高精度的控制要求,因此引入了的模糊智能控制對主控制器進(jìn)行改進(jìn),提出模糊PID控制方案,并根據(jù)加... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 蓄熱式加熱爐概況
    2.1 加熱爐的工藝及分類簡介
        2.1.1 室式爐
        2.1.2 蓄熱式加熱爐
    2.2 蓄熱式鍛造加熱爐簡介
        2.2.1 蓄熱式鍛造加熱爐的整體結(jié)構(gòu)
        2.2.2 蓄熱式鍛造加熱爐的燃燒控制系統(tǒng)
    2.3 蓄熱式鍛造加熱爐亟待解決的問題
    2.4 本章小結(jié)
第3章 蓄熱式加熱爐燃燒控制策略研究
    3.1 加熱爐燃燒機理分析
        3.1.1 空燃比與空氣過剩系數(shù)的關(guān)系分析
        3.1.2 蓄熱式加熱爐所需空氣量分析
    3.2 加熱爐溫度回路控制方法研究
    3.3 燃燒控制策略研究
        3.3.1 雙閉環(huán)比值控制
        3.3.2 單交叉限幅控制
        3.3.3 雙交叉限幅控制
    3.4 模糊控制在爐溫控制中的應(yīng)用
        3.4.1 模糊控制原理簡介
        3.4.2 模糊控制器的組成
        3.4.3 模糊PID控制
        3.4.4 模糊PID控制器的設(shè)計流程
    3.5 本章小結(jié)
第4章 蓄熱式加熱爐控制器設(shè)計與仿真研究
    4.1 爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計方案的介紹
    4.2 模糊PID控制器的設(shè)計
        4.2.1 模糊PID結(jié)構(gòu)分析
        4.2.2 模糊化處理的確定
        4.2.3 模糊規(guī)則的確定
        4.2.4 輸出清晰化的確定
    4.3 加熱爐控制系統(tǒng)仿真與研究
        4.3.1 仿真軟件介紹
        4.3.2 加熱爐控制模型的建立
        4.3.3 模糊PID控制器的建立
        4.3.4 控制系統(tǒng)仿真研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 蓄熱式加熱爐控制系統(tǒng)的工業(yè)實現(xiàn)
    5.1 現(xiàn)場元件的選型
        5.1.1 溫度傳感器的選型
        5.1.2 壓力傳感器的選型
        5.1.3 流量傳感器的選型
        5.1.4 執(zhí)行元件的選型
    5.2 控制系統(tǒng)的硬件配置
    5.3 上位機設(shè)計
    5.4 下位機設(shè)計
    5.5 總結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱軋生產(chǎn)線加熱爐建模與控制研究綜述[J]. 于勇,李小華.  控制工程. 2017(01)
[2]軋鋼加熱爐綜合節(jié)能技術(shù)淺析[J]. 劉強,李衛(wèi)東,徐春柏,馬光宇.  冶金能源. 2016(04)
[3]模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在加熱爐溫度控制中的應(yīng)用[J]. 鐘華春,李建華,張南風(fēng).  中國冶金. 2014(03)
[4]工業(yè)爐燃燒控制方式的優(yōu)化與應(yīng)用[J]. 張碧琰,楊應(yīng)凱,邢海瀟,鐘鳴.  工業(yè)爐. 2014(01)
[5]蓄熱式加熱爐的空燃比控制[J]. 陳友文,柴天佑.  控制工程. 2011(05)
[6]模糊PID控制器設(shè)計及MATLAB仿真[J]. 李健,王冬青,王麗美.  工業(yè)控制計算機. 2011(05)
[7]基于模糊PID控制器的控制方法研究[J]. 王述彥,師宇,馮忠緒.  機械科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[8]基于雙交叉限幅PID-RBR的加熱爐溫度控制[J]. 陳友文,柴天佑.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(09)
[9]雙閉環(huán)交叉限幅比值控制在鍋爐加熱控制系統(tǒng)上的應(yīng)用[J]. 李貴娥,麻紅昭,張偉,朱月.  化工自動化及儀表. 2008(05)
[10]加熱爐加熱過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 湯秀琴,王云川,張東平.  控制工程. 2006(03)

碩士論文
[1]蓄熱式加熱爐先進(jìn)控制策略研究及應(yīng)用[D]. 孟俊.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于模糊控制的雙交叉限幅在加熱爐溫度控制中的應(yīng)用[D]. 李玲.遼寧科技大學(xué) 2015
[3]推鋼式型鋼燃?xì)饧訜釥t燃燒控制策略的研究[D]. 王彥.重慶大學(xué) 2010
[4]型鋼加熱爐系統(tǒng)中一種溫度及空燃比控制方式研究[D]. 周瀚.重慶大學(xué) 2006



本文編號：3672501