台车式退火炉温度控制系统的设计与实现

作者：林文海

摘要：台车式退火炉是应用最广泛的工业炉的一种,是机械热处理的重要设备。由于当前国内的许多工业生产多采用人工的手动控制的办法,但是台车式退火炉须通过调节阀等对温度、流量进行调节控制,所以对自动控制的要求也相应提高。由于控制对象都是带有很多复杂的特性,常规PID不能对其实现温度的准确。因此,研究退火炉温度控制系统对提高生产率、改善产品质量和节约能源等多方面均有重要的意义。针对现场的实际情况,本课题以大庆某厂项目中台车式退火炉的温度控制系统设计为背景,根据退火炉的工艺流程和工艺要求,详细阐述整个温度自动控制系统的设计过程。为了更好的提高炉膛温度控制精度,本课题设计了基于PLC的台车式退火炉温度控制系统。其控制算法采用参数自整定模糊PID控制算法,在MATLAB中的SIMULINK完成模型仿真,仿真结果证明:基于参数自整定模糊PID的温度控制系统与基于常规PID的温度控制系统相比,前者响应时间更快,调节时间更短,超调量更小。本课题中温度控制系统由上位监控系统和下位控制系统两部分组成。上位监控系统通过工控计算机进行工艺监控、参数修改、数据存储、资料查询等操作。下位控制系统由PLC结合参数自整定模糊PID控制算法实现对温度的精确控制。本课题研究与设计的台车式退火炉温度控制系统有着更高的控制水平,资源利用效率和企业效益。该台车式退火炉温度控制系统自投入运行以来,实际运行结果表明,系统运行稳定可靠,自动化程度高,温度控制精度达到±5℃以内,很好地满足了炉膛温度稳定、均匀的控制要求。该系统操作简便,易于现场技术人员的操作和控制,且提高了产品质量并降低了能耗,具有很高的使用价值。收起

关键词：退火炉 温度控制 模糊PID控制 PLC 控制精度 Annealing furnace Temperature control system Fuzzy PID control PLC Control accuracy