基于PLC的步进梁式加热炉步距模糊自适应控制

发布时间：2017-06-19 05:06

  本文关键词：基于PLC的步进梁式加热炉步距模糊自适应控制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：步进梁式加热炉是钢铁行业的重要加热设备,该设备的运行状况关系着钢铁企业的安全生产,以及企业的生产效率及生产成本。加热炉的作用是先对钢坯进行加热,这样可使其温度达到热轧的要求,为接下来的轧钢做好准备。由于其步进运动过程中有时会出现步距少量改变,但是误差积累,使钢坯无法落在出料辊上,影响到钢坯的正常出炉,甚至生产线停产。因此造成的生产成本增加,产量下降,严重影响了企业的竞争力。步进梁式加热炉是个非常复杂的过程控制系统,其具有非线性、多变量、强耦合性等特点。因此,难以对其建立精确的模型。常规的控制方法已经不能精确控制步进梁的步距,必须采用新的技术和更合适的控制方法。本论文以某钢铁厂的步进梁式加热炉为研究背景,通过深入研究加热炉的整体的生产过程和工艺流程,分析了步进梁式加热炉步距不稳定的各种原因。为了提高系统的步距自适应调整能力,采用西门子S7-400 PLC进行控制,在系统原有设备基础上,增加激光测距传感器。同时,又设计了模糊自适应控制器,实现对步进梁式加热炉步距的控制。利用调整后的控制规则,使得热钢坯始终可以准确落在出料辊上,免除了发生事故的危险,改良了生产设备的同时,也减轻了生产负担,增强了企业的发展潜力。在MATLAB/Simulink软件平台上对该模糊自适应系统进行了仿真研究,取得了满意的仿真结果。
【关键词】：步进梁式加热炉 PLC 步距调整 模糊自适应控制 MATLAB仿真
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG307;TP273
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 课题研究的背景及意义15-16
• 1.2 步进梁式加热炉概况16-20
• 1.2.1 加热炉发展历史16-18
• 1.2.2 加热炉发展现状18-20
• 1.3 本文主要研究内容20-21
• 第二章 步进梁式加热炉系统介绍21-39
• 2.1 步进梁式加热炉系统组成21-24
• 2.1.1 加热炉的炉体21
• 2.1.2 进出料设备21-22
• 2.1.3 步进机械22
• 2.1.4 燃烧系统22-23
• 2.1.5 汽化冷却系统23
• 2.1.6 加热炉自动控制系统23-24
• 2.2 加热炉的运动控制24-37
• 2.2.1 钢坯进料控制24-28
• 2.2.2 步进梁的运动控制28-34
• 2.2.3 出料控制34-37
• 2.3 加热炉运动过程存在的问题分析37-39
• 第三章 模糊自适应控制理论39-48
• 3.1 引言39
• 3.2 模糊控制基本原理39-45
• 3.2.1 模糊控制器结构39-42
• 3.2.2 模糊化运算42
• 3.2.3 数据库42-43
• 3.2.4 规则库43-44
• 3.2.5 模糊推理和清晰化计算44-45
• 3.3 模糊自适应控制理论45-48
• 第四章 模糊自适应控制在加热炉系统中的应用48-60
• 4.1 步距的模糊自适应控制的硬件介绍48-51
• 4.2 步距控制的软件编程介绍51-58
• 4.2.1 步距的模糊自适应控制器的设计52-57
• 4.2.2 步距的模糊自适应控制器的PLC软件编程57-58
• 4.3 步进梁式加热炉的步距模糊自适应控制系统仿真58-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 论文总结60
• 5.2 展望60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况66

【参考文献】

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本文编号：461595