燃气退火炉温度智能控制系统研究与设计

【摘要】在工业生产中,退火炉是工件热处理过程中重要的设备之一,退火炉控制系统水平的高低直接影响工件的工艺质量,同时也影响能耗,从而加大成本。在退火炉控制系统中,温度是最主要的控制对象,它具有非线性、大惯性、纯滞后、抗干扰能力差等特性。在传统控制方法中,只能靠操作员经验来控制。因此,控制系统存在控制精度低、生产效益低、加工工艺差、耗能严重等缺点。针对上述情况,本文以某公司二期退火炉为对象,研究并且设计了退火炉的控制系统。本课题从实际出发,结合研究对象与先进控制理论,研究并且设计了燃气退火炉温度智能控制系统。此控制系统是一个集散控制系统(DCS),由上位和下位两部分组成,上位用工控计算机进行工艺监控、参数修改、数据存储、资料查询等。下位部分由手动与自动两部分组成,手动部分由仪表分散控制,自动部分由PLC结合模糊控制算法实现精确的控制。控制部分主要研究温度控制回路设计,系统辅助系统有鼓风机供风系统、台车行进控制系统、炉膛压力控制系统、烧嘴控制系统等。上位工控机负责由上级管理计算机通讯和对下位部分进行监控与操作控制。自动控制系统中,采用模糊算法来提高控制精度。工控机可以对工艺曲线参数进行修改、工艺加工监控、历史数据存储。下位部分完成现场数据的采集、计算、控制等。通过此项目的研究与设计,使得退火炉温度控制系统的控制水平先进化,资源利用和效益的最优化。该系统投入运行以来,在各种工艺曲线要求下,均能达到±5℃的控制精度,远远超过生产要求的±10℃要求。此控制系统控制精度高、稳定性好、操作简便、自动化程度高。工控机监控数据清晰、稳定、数据管理方便,可存储5年内历史数据。具有实际生产应用价值和经济价值。
【作者】卢斌；
【导师】王艳；司国炯；
【作者基本信息】天津理工大学，控制工程，2013，硕士
【关键词】退火炉；PLC；智能仪表；模糊控制；组态王；

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