真空冶煉爐作為一種新型的真空冶煉設(shè)備,在目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,由于其具有操作流程簡單、能源消耗低、對環(huán)境污染少、工作效率高等優(yōu)點,并且在新型材料的研發(fā)和有色金屬的提煉等領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。隨著科技技術(shù)日新月異,真空冶煉爐在性能和結(jié)構(gòu)方面得到了質(zhì)的飛躍,大量地應(yīng)用于有色冶金工業(yè)。然而我國的冶煉過程控制技術(shù)和自動化水平相對來說還處于發(fā)展中階段,極大程度上制約了真空冶煉爐的發(fā)展。將智能控制技術(shù)嵌入到真空冶煉爐的實踐當(dāng)中,通過實際工程實現(xiàn)真空冶煉爐的智能化,是未來的研究熱點。由于爐內(nèi)溫度是真空冶煉中最為關(guān)鍵的參數(shù),因此本文主要研究真空冶煉過程中的溫度控制。首先,分析了爐內(nèi)溫度場的分布,然后,根據(jù)溫度場的分布對爐內(nèi)溫度進行了檢測,最后,根據(jù)檢測到的溫度值設(shè)計了真空冶煉爐的溫度控制系統(tǒng)。因為真空冶煉是一個時變性、非線性、一階慣性純滯后環(huán)節(jié)的控制對象,并且很難對其建立精確的數(shù)學(xué)模型。采用常規(guī)PID控制,很難得到較為理想的控制效果。本論文采用真空冶煉爐為工程背景,設(shè)計了一種基于參數(shù)模糊自整定PID控制算法的控制系統(tǒng),具有響應(yīng)速度快、幾乎無超調(diào)的特點,同時提高了系統(tǒng)的整體性能。在工藝流程和控制要...

【文章來源】： 昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 本課題研究背景
    1.2 本課題研究意義
    1.3 國內(nèi)外的研究近況
        1.3.1 真空冶煉爐內(nèi)溫度場分布
        1.3.2 真空冶煉爐自動控制系統(tǒng)
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第二章 爐內(nèi)溫度場分布及仿真的研究
    2.1 真空冶煉爐的結(jié)構(gòu)和傳熱學(xué)分析
    2.2 建立溫度場分布的模型
        2.2.1 熱輻射理論
        2.2.2 熱傳導(dǎo)理論
    2.3 真空爐溫度場分布方程的建立
        2.3.1 對爐內(nèi)熱傳導(dǎo)的分析
        2.3.2 對爐內(nèi)輻射換熱的分析
        2.3.3 爐內(nèi)溫度場分布的建立
    2.4 運用ANSYS-CFX軟件建立真空爐模型
        2.4.1 關(guān)于ANSYS-CFX軟件
        2.4.2 關(guān)于CFX功能的應(yīng)用
    2.5 利用UG NX 3.0建立真空爐各主要部件的三維圖形
    2.6 利用ANSYS-CFX軟件分析該真空爐內(nèi)的溫度場
    2.7 本章小結(jié)
第三章 測溫方法的研究及數(shù)據(jù)分析
    3.1 溫度測量方式
        3.1.1 熱電偶(thermocouple)
        3.1.2 熱電偶的冷端溫度補償
        3.1.3 測溫點分布
        3.1.4 利用“比高矮”初步處理數(shù)據(jù)
    3.2 實際測試點數(shù)據(jù)處理
    3.3 仿真測試點數(shù)據(jù)與實際測試點數(shù)據(jù)對比分析
    3.4 誤差點及誤差曲線分析
    3.5 實際升溫與仿真升溫溫度值比較分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 真空冶煉爐控制系統(tǒng)的設(shè)計及控制算法的研究
    4.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    4.2 系統(tǒng)工作原理及特點
    4.3 真空冶煉爐的特點及控制要求
    4.4 升溫控制算法的研究意義
    4.5 對象的特性研究
    4.6 升溫控制算法的研究
    4.7 參數(shù)模糊自整定PID控制器原理及設(shè)計
        4.7.1 參數(shù)模糊自整定PID控制的原理
        4.7.2 系統(tǒng)控制器的設(shè)計
    4.8 本章小結(jié)
第五章 真空冶煉爐控制系統(tǒng)的硬件選型及程序開發(fā)
    5.1 PC機選型
    5.2 PLC選型
    5.3 其他設(shè)備的選型
    5.4 控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    5.5 真空爐控制系統(tǒng)程序開發(fā)
        5.5.1 控制站程序開發(fā)
        5.5.2 操作站程序開發(fā)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)運行測試結(jié)果分析
    6.1 可靠性
    6.2 精度
    6.3 穩(wěn)定性
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化鋁真空碳熱還原爐瞬態(tài)溫度場模擬計算 [J]. 周厚軍,陳秀敏,楊斌,李亮,戴永年.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2012(10)
[2]焚硫爐溫度測量的設(shè)計與實踐 [J]. 張旭光.  硫酸工業(yè). 2008(06)
[3]熱電偶的測溫誤差分析及解決方案 [J]. 孫國華.  考試周刊. 2008(35)
[4]熱電偶的測量誤差及克服方法 [J]. 倪建豐.  化工裝備技術(shù). 2008(02)
[5]熱電偶測溫誤差的分析及修正方法 [J]. 陳學(xué)利,張東風(fēng).  科技信息(科學(xué)教研). 2008(11)
[6]Ansys在鍍鋅鍋空間溫度場分析中的應(yīng)用 [J]. 解本銘,鞠紅超.  中國民航大學(xué)學(xué)報. 2008(01)
[7]熱電偶的測溫原理及誤差分析 [J]. 陸建東.  寧夏電力. 2007(S2)
[8]三維爐膛溫度場重建中病態(tài)矩陣方程的求解研究 [J]. 劉冬,王飛,黃群星,嚴(yán)建華,岑可法.  中國電機工程學(xué)報. 2007(26)
[9]WinCC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)訪問方法的研究 [J]. 賈建昇,趙解楊,張猛.  有色金屬加工. 2007(04)
[10]激光熔覆溫度場數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 [J]. 張寧,張松,張春華,劉常升.  汽車工藝與材料. 2007(06)

碩士論文
[1]換熱站監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與智能控制的研究[D]. 崔維濤.大連理工大學(xué). 2008
[2]真空感應(yīng)爐控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 牛林.東北大學(xué). 2005



本文編號：3536207