基于自动燃烧的轧钢加热炉控制系统研究

发布时间：2022-08-23 18:08

　　近年来我国钢铁行业竞争激烈,加热炉作为重要的能耗设备,其燃烧控制方式复杂,传统控制策略难以达到理想的控制效果。为了提高钢厂经济效益和竞争力,需要研究加热炉的先进、稳定的控制策略。本文在分析加热炉燃烧系统特性的基础上,以“某钢铁公司热轧加热炉”改造为研究背景,深入研究了炉温控制和空煤气压力控制,并提出了温度控制换向方案,提出了较为先进的时序队列换向自动燃烧控制策略,提高了加热炉的使用效率,同时为加热炉的操作带来了很大的便利。在软件设计方面,采用西门子Step7PLC编程软件和C语言过程系统对以上系统进行了硬件配置与软件编程,并与传统的控制方案进行系统运行控制的对比测试和调试,最终应用于实际生产。本文研究的主要内容:首先,对自动燃烧的轧钢加热炉控制系统的研究背景和国内外研究现状进行了详述;其次,对加热炉燃烧系统的工艺和加热炉的燃烧控制理论进行了重点介绍;然后,对加热炉的自动化控制系统的硬件系统与软件系统进行了详细的设计。硬件系统设计方面,主要包括对系统的上位机监控系统设计、PLC硬件连接和信号控制等部分进行了设计。软件设计方面,通过对加热炉整体功能的设置,通过对加热炉的整体功能的设计,设计... 

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外相关研究
        1.2.2 国内相关研究现状
    1.3 预期创新点
    1.4 研究方法和研究内容
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 论文结构
第2章 加热炉燃烧系统控制理论
    2.1 加热炉工艺概况
    2.2 燃烧系统
    2.3 双蓄热步进式加热炉的燃烧控制
        2.3.1 双蓄热步进式加热炉的炉温控制
        2.3.2 动态空燃比
第3章 加热炉的自动化控制系统总体设计
    3.1 自动化系统的总体结构
    3.2 上位机监控系统
    3.3 PLC控制系统结构
        3.3.1 PLC硬件组态
        3.3.2 信号采集传感器简介
        3.3.3 信号数据的分析与处理
    3.4 自动燃烧控制系统设计
    3.5 加热炉压力控制系统的设计
        3.5.1 炉膛负压控制系统设计
        3.5.2 恒压控制调节气体流量的目的
        3.5.3 恒压控制的方案设计
    3.6 自动燃烧换向控制系统的设计
        3.6.1 自动式烧嘴换向控制模式
        3.6.2 分散式换向控制策略
    3.7 本章小结
第4章 自动燃烧轧钢加热炉控制
    4.1 加热炉控制系统
    4.2 炉膛压力控制
    4.3 加热炉炉温模型建立
        4.3.1 模糊PID控制
        4.3.2 数据通讯
        4.3.3 物料跟踪
        4.3.4 钢坯加热数学模型
        4.3.5 标准加热工艺数据库
        4.3.6 加热炉内部自动调整
        4.3.7 数据管理
        4.3.8 系统工作主界面
第5章 自动燃烧的轧钢加热炉控制系统运行测试
    5.1 运行总体情况
    5.2 钢温控制方面
    5.3 钢坯通条温差
    5.4 煤气单耗和氧化烧损
    5.5 控制系统软件系统测试
        5.5.1 温度跟踪
        5.5.2 生产报表
    5.6 本章小结
结论
参考文献
附录 A PLC控制程序
附录 B 自动燃烧系统控制程序
致谢
在学期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于炉口辐射光谱支持向量机回归的转炉终点碳含量检测[J]. 周木春,赵琦,陈延如,邵艳明.  光谱学与光谱分析. 2018(06)
[2]基于LIBS技术的水体重金属连续在线检测方法[J]. 贾尧,赵南京,刘文清,方丽,马明俊,孟德硕.  中国激光. 2018(06)
[3]LIBS结合自由定标法对钢液中多元素成分定量分析[J]. 马翠红,王汉炳.  激光杂志. 2017(11)
[4]步进式加热炉炉温优化算法的改进与计算机仿真[J]. 张凯举,邵诚,朱晖.  系统仿真学报. 2006(03)
[5]加热炉热效率软测量与内模控制[J]. 程志强,戴连奎,孙优贤.  信息与控制. 2004(01)
[6]基于模糊系统和遗传算法的加热炉动态模型(英文)[J]. 张斌,王景成,张健民.  控制理论与应用. 2003(02)
[7]步进式加热炉建模和炉温优化设定策略[J]. 王锡淮,李柠,李少远,席裕庚.  上海交通大学学报. 2001(09)
[8]加热炉控制系统的优化设计与应用[J]. 张志杰.  工业炉. 2000(03)
[9]加热炉的炉温优化设定模型[J]. 柴天佑,王中杰,张莉.  自动化学报. 2000(04)
[10]启发式搜索策略在加热炉动态优化控制中的应用[J]. 权芳民,陈海耿.  钢铁. 2000(06)



本文编号：3678242