本文關(guān)鍵詞：臺(tái)車式退火爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：臺(tái)車式退火爐是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)爐的一種,是機(jī)械熱處理的重要設(shè)備。由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)的許多工業(yè)生產(chǎn)多采用人工的手動(dòng)控制的辦法,但是臺(tái)車式退火爐須通過(guò)調(diào)節(jié)閥等對(duì)溫度、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,所以對(duì)自動(dòng)控制的要求也相應(yīng)提高。由于控制對(duì)象都是帶有很多復(fù)雜的特性,常規(guī)PID不能對(duì)其實(shí)現(xiàn)溫度的準(zhǔn)確。因此,研究退火爐溫度控制系統(tǒng)對(duì)提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約能源等多方面均有重要的意義。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,本課題以大慶某廠項(xiàng)目中臺(tái)車式退火爐的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為背景,根據(jù)退火爐的工藝流程和工藝要求,詳細(xì)闡述整個(gè)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。為了更好的提高爐膛溫度控制精度,本課題設(shè)計(jì)了基于PLC的臺(tái)車式退火爐溫度控制系統(tǒng)。其控制算法采用參數(shù)自整定模糊PID控制算法,在MATLAB中的SIMULINK完成模型仿真,仿真結(jié)果證明:基于參數(shù)自整定模糊PID的溫度控制系統(tǒng)與基于常規(guī)PID的溫度控制系統(tǒng)相比,前者響應(yīng)時(shí)間更快,調(diào)節(jié)時(shí)間更短,超調(diào)量更小。本課題中溫度控制系統(tǒng)由上位監(jiān)控系統(tǒng)和下位控制系統(tǒng)兩部分組成。上位監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝監(jiān)控、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、資料查詢等操作。下位控制系統(tǒng)由PLC結(jié)合參數(shù)自整定模糊PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確控制。本課題研究與設(shè)計(jì)的臺(tái)車式退火爐溫度控制系統(tǒng)有著更高的控制水平,資源利用效率和企業(yè)效益。該臺(tái)車式退火爐溫度控制系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái),實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,自動(dòng)化程度高,溫度控制精度達(dá)到±5℃以內(nèi),很好地滿足了爐膛溫度穩(wěn)定、均勻的控制要求。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便,易于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的操作和控制,且提高了產(chǎn)品質(zhì)量并降低了能耗,具有很高的使用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：退火爐 溫度控制 模糊PID控制 PLC 控制精度
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG155.1;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 熱處理工藝及退火爐11-13
• 1.3.1 熱處理工藝介紹11-13
• 1.3.2 退火爐13
• 1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 模糊控制基本理論15-20
• 2.1 模糊控制概述15
• 2.2 模糊控制器設(shè)計(jì)方法15-19
• 2.2.1 模糊化16
• 2.2.2 知識(shí)庫(kù)16-17
• 2.2.3 模糊推理17-18
• 2.2.4 去模糊化18-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第三章 退火爐控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)20-29
• 3.1 燒嘴控制方式的提出20-22
• 3.1.1 退火爐燃燒原理20
• 3.1.2 脈沖燃燒技術(shù)20-22
• 3.1.3 燒嘴控制方式的實(shí)現(xiàn)22
• 3.2 退火爐溫度控制策略的確立22-24
• 3.2.1 PID控制分析22-23
• 3.2.2 模糊控制分析23
• 3.2.3 退火爐溫度控制方案的確定23-24
• 3.3 參數(shù)自整定模糊PID控制器的設(shè)計(jì)24-26
• 3.4 參數(shù)自整定模糊PID控制算法仿真26-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 第四章 退火爐溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)29-34
• 4.1 燒嘴控制器29-30
• 4.2 溫度傳感器30-31
• 4.3 工控機(jī)配置31
• 4.4 PLC概述31-33
• 4.4.1 PLC的歷史及發(fā)展31-32
• 4.4.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)32-33
• 4.4.3 PLC的特點(diǎn)33
• 4.5 本章小結(jié)33-34
• 第五章 退火爐溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)34-42
• 5.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)34-38
• 5.1.1 監(jiān)控系統(tǒng)編程步驟34-36
• 5.1.2 上位機(jī)監(jiān)控功能總體設(shè)計(jì)36-38
• 5.2 下位機(jī)程序控制軟件設(shè)計(jì)38-41
• 5.2.1 退火爐各功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)39
• 5.2.2 參數(shù)自整定模糊PID控制在PLC中的實(shí)現(xiàn)39-41
• 5.3 本章小結(jié)41-42
• 第六章 溫度控制系統(tǒng)的通訊調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果分析42-47
• 6.1 組態(tài)王和PLC的通訊42-44
• 6.2 溫度控制系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果及分析44-46
• 6.3 本章小結(jié)46-47
• 第七章 結(jié)論與展望47-48
• 7.1 結(jié)論47
• 7.2 展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-51
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明51-52
• 致謝52-53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1097603