本文關鍵詞：臺車式退火爐溫度控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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【摘要】：臺車式退火爐是應用最廣泛的工業(yè)爐的一種,是機械熱處理的重要設備。由于當前國內的許多工業(yè)生產(chǎn)多采用人工的手動控制的辦法,但是臺車式退火爐須通過調節(jié)閥等對溫度、流量進行調節(jié)控制,所以對自動控制的要求也相應提高。由于控制對象都是帶有很多復雜的特性,常規(guī)PID不能對其實現(xiàn)溫度的準確。因此,研究退火爐溫度控制系統(tǒng)對提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質量和節(jié)約能源等多方面均有重要的意義。針對現(xiàn)場的實際情況,本課題以大慶某廠項目中臺車式退火爐的溫度控制系統(tǒng)設計為背景,根據(jù)退火爐的工藝流程和工藝要求,詳細闡述整個溫度自動控制系統(tǒng)的設計過程。為了更好的提高爐膛溫度控制精度,本課題設計了基于PLC的臺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,前者響應時間更快,調節(jié)時間更短,超調量更小。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)通過工控計算機進行工藝監(jiān)控、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)存儲、資料查詢等操作。下位控制系統(tǒng)由PLC結合參數(shù)自整定模糊PID控制算法實現(xiàn)對溫度的精確控制。本課題研究與設計的臺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。該臺車式退火爐溫度控制系統(tǒng)自投入運行以來,實際運行結果表明,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,自動化程度高,溫度控制精度達到±5℃以內,很好地滿足了爐膛溫度穩(wěn)定、均勻的控制要求。該系統(tǒng)操作簡便,易于現(xiàn)場技術人員的操作和控制,且提高了產(chǎn)品質量并降低了能耗,具有很高的使用價值。
【關鍵詞】：退火爐 溫度控制 模糊PID控制 PLC 控制精度
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內外研究現(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 本課題主要研究內容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 模糊控制器設計方法15-19
• 2.2.1 模糊化16
• 2.2.2 知識庫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19-20
• 第三章 退火爐控制系統(tǒng)總體設計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20-22
• 3.1.3 燒嘴控制方式的實現(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控制器的設計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28-29
• 第四章 退火爐溫度控制系統(tǒng)的硬件設計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的基本結構32-33
• 4.4.3 PLC的特點33
• 4.5 本章小結33-34
• 第五章 退火爐溫度控制系統(tǒng)的軟件設計34-42
• 5.1 計算機監(jiān)控軟件設計34-38
• 5.1.1 監(jiān)控系統(tǒng)編程步驟34-36
• 5.1.2 上位機監(jiān)控功能總體設計36-38
• 5.2 下位機程序控制軟件設計38-41
• 5.2.1 退火爐各功能模塊的具體實現(xiàn)39
• 5.2.2 參數(shù)自整定模糊PID控制在PLC中的實現(xiàn)39-41
• 5.3 本章小結41-42
• 第六章 溫度控制系統(tǒng)的通訊調試及運行結果分析42-47
• 6.1 組態(tài)王和PLC的通訊42-44
• 6.2 溫度控制系統(tǒng)運行結果及分析44-46
• 6.3 本章小結46-47
• 第七章 結論與展望47-48
• 7.1 結論47
• 7.2 展望47-48
• 參考文獻48-51
• 發(fā)表論文和科研情況說明51-52
• 致謝52-53

【參考文獻】

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本文編號：1097603