热轧生产线加热炉温度智能控制方法研究

发布时间：2017-09-11 20:38

  本文关键词：热轧生产线加热炉温度智能控制方法研究

  更多相关文章： 加热炉 数学模型 模糊免疫PID 模糊控制 双交叉 PLC

【摘要】：本文主要研究热轧生产线上加热炉炉温的智能控制问题,主做了三方面的工作:第一,综述了近30年来在加热炉数学模型及优化控制方面的研究成果,在多元回归数学模型、预测模型、动态模型、热平衡模型、回归神经网络模型、基于免疫克隆进化算法的燃烧过程多模型控制及基于混合粒子群优化算法的炉温优化模型等方面详尽的概括和分析了加热炉控制的数学模型及其各自的优缺点。同时分析了加热炉控制技术的发展趋势。第二,针对加热炉温度与流量串级控制系统特点,借鉴生物免疫反馈原理与模糊参数自整定机理,设计了一种模糊免疫PID控制器。该控制器采用一个模糊免疫控制器来调节PID的比例参数,而引进另一模糊控制器来调节PID的积分和微分参数。文中建立了具有双交叉控制的加热炉温度流量串级控制系统数学模型,并使用所提控制方法对其进行了仿真研究,结果表明该控制方法在系统动态性能及自适应性和鲁棒性方面都较常规PID具有较大的优越性。第三,针对河北钢铁集团某钢厂热轧线1#加热炉炉温流量串级控制系统,用PLC编程实现了模糊自适应PID控制规律。文中详细给出了模糊PID用PLC实现的方法,并给出了基于西门子S7-300PLC模糊控制器的梯形图。本文基于河北钢铁集团某钢厂1#加热炉温度控制程序,在其温度环中加入设计的模糊控制器对系统进行了仿真研究。仿真时加热炉的温升模型按照动态热平衡模型给出。仿真结果表明了该控制方法在河北某钢厂热轧线1#加热炉炉温控制系统上应用的可行性。
【关键词】：加热炉 数学模型 模糊免疫PID 模糊控制 双交叉 PLC
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-19
• 1.1 选题的背景与意义9
• 1.2 国内外钢坯加热炉的发展现状9-12
• 1.2.1 国外加热炉的发展现状9-10
• 1.2.2 国内加热炉的发展现状10-12
• 1.3 加热炉升温过程中控制模型综述12-17
• 1.4 本文的主要内容17-19
• 2. 钢坯加热炉的工艺流程与控制要求19-23
• 2.1 加热炉工艺流程及控制方式19-20
• 2.2 加热炉升温过程中控制要求20
• 2.3 加热炉升温过程中控制策略20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3. 加热炉串级控制中的模糊免疫PID控制器设计23-36
• 3.1 引言23
• 3.2 免疫PID控制算法原理23-25
• 3.3 模糊控制原理25-27
• 3.4 模糊免疫控制器设计27-29
• 3.4.1 免疫控制器设计27-28
• 3.4.2 模糊控制器2的设计28-29
• 3.5 炉温双交叉控制系统仿真研究29-35
• 3.6 本章小结35-36
• 4. 模糊控制在河北某钢厂加热炉炉温控制中的实现36-54
• 4.1 引言36
• 4.2 加热炉温度控制实验系统36-39
• 4.3 模糊PID控制算法的PLC实现39-46
• 4.3.1 输入输出量表的建立39-43
• 4.3.2 输入输出量表的实现43-46
• 4.3.3 串级PID控制的实现46
• 4.4 PLC调试46-48
• 4.4.1 系统组成47-48
• 4.4.2 通讯方式及类型48
• 4.5 Win CC监控48-50
• 4.5.1 显示界面设计48-49
• 4.5.2 Win CC界面各部分功能49-50
• 4.6 控制结果的分析与研究50-53
• 4.6.1 炉温、空气流量、煤气流量曲线分析与研究50-52
• 4.6.2 空气和煤气阀门开度的分析52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 5. 结论54-56
• 5.1 工作总结54
• 5.2 研究展望54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61-62
• 作者简介62-63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 康杰;闫晋峰;;加热炉自动烧钢控制系统研发与应用[J];自动化与仪表;2008年10期

2 高铮;;在线解决加热炉管的结垢[J];石油和化工设备;2009年11期

3 陈来正;孙鹏鹏;郑军;王建范;;加热炉长寿命探研及生命周期经济性分析[J];山东冶金;2010年02期

4 卫恩泽;彭燕华;;板坯加热炉控制技术现状及发展(下)[J];冶金自动化;2010年04期

5 卫恩泽;彭燕华;;板坯加热炉控制技术现状和发展[J];钢铁技术;2010年03期

6 康东辉;;浅谈唐钢1700热轧加热炉温度控制[J];科技与企业;2013年08期

7 张峰;;基于加热炉虚拟测温控制系统的开发与应用[J];电子技术与软件工程;2013年08期

8 刘珍;;板坯加热炉控制系统的研究与应用[J];机械工程与自动化;2013年04期

9 王如加,张德祥;加热炉的合理使用与自动控制[J];深冷技术;1972年S1期

10 谢宝林;;红外线测温技术在加热炉上的应用[J];柳钢科技;1994年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张珩;李立庆;;仪表检测及控制系统在重钢热轧板带加热炉的应用[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年

2 宋明;;太钢热连轧加热炉燃烧控制新技术应用[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

3 杨艳芹;牛海;阎志东;王志;;自动控制技术在加热炉燃烧中的应用[A];2010年全国能源环保生产技术会议文集[C];2010年

4 杨艳芹;牛海;;电气自动化技术在加热炉燃烧控制中的应用[A];河北省2010年炼钢—连铸—轧钢生产技术与学术交流会论文集（下）[C];2010年

5 叶小兵;谢伟恒;叶永春;;智能多回路巡检仪在加热炉中的应用[A];企业计量测试与质量管理——中国科协2005年学术年会论文集[C];2005年

6 马召兵;;鞍钢1580加热炉能源节约及再利用技术的研究与应用[A];冶金循环经济发展论坛论文集[C];2008年

7 蒲富竹;许教;罗玉海;;加热炉控制系统的优化设计[A];08全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2008年

8 花志平;;脉冲控制在集中换向式加热炉中的系统开发[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年

9 高媛;李秀英;韩志刚;;加热炉温度控制方法[A];第二十四届中国控制会议论文集（上册）[C];2005年

10 陈开;柯华立;张伟;何立;彭燕华;;方坯加热炉数学模型控制系统开发与应用[A];全国冶金自动化信息网2014年会论文集[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 ;Duferco SYHEAT-OPS加热炉优化系统[N];世界金属导报;2007年

2 王世栋;低能耗加热炉[N];世界金属导报;2002年

3 本报特约记者 杜慧玲;把忠诚写在岗位上[N];长治日报;2008年

4 孙宏;降低钢坯加热炉运行成本的研究与应用[N];世界金属导报;2014年

5 程立华;水平钢化炉加热工艺特点及控制分析[N];中国建材报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 黄翼虎;长输原油管道加热炉自动控制技术的研究[D];浙江大学;2005年

2 吕燕;钛坯天然气加热炉优化控制策略及其工业应用研究[D];中南大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李丽孔;加热炉炉温专家模糊策略的研究[D];河北工程大学;2010年

2 金良;铜阀锻前红冲加热炉设计及其温控策略研究[D];浙江大学;2011年

3 罗宝军;攀钢1450热轧厂加热炉燃烧模型开发与优化[D];西南交通大学;2007年

4 温栋梁;基于嵌入式系统加热炉融合控制的研究[D];长春工业大学;2010年

5 符雪鹏;加热炉过程监测方法研究与实现[D];东北大学;2008年

6 陈永刚;宝钢三热轧加热炉计算机控制技术研究[D];东北大学;2008年

7 王新政;加热炉生产过程的优化控制与仿真[D];东北大学;2011年

8 张鹏飞;加热炉空燃比寻优及温度控制系统研究[D];内蒙古科技大学;2012年

9 陈昱名;原稳加热炉建模及参数优化算法的研究与实现[D];东北石油大学;2015年

10 平志玲;加热炉基础自动化控制系统的设计与实现[D];华东师范大学;2009年

，

本文编号：832955