臺車式退火爐溫度控制系統的設計與實現

作者：林文海

摘要：臺車式退火爐是應用最廣泛的工業爐的一種,是機械熱處理的重要設備。由于當前國內的許多工業生產多采用人工的手動控制的辦法,但是臺車式退火爐須通過調節閥等對溫度、流量進行調節控制,所以對自動控制的要求也相應提高。由于控制對象都是帶有很多復雜的特性,常規PID不能對其實現溫度的準確。因此,研究退火爐溫度控制系統對提高生產率、改善產品質量和節約能源等多方面均有重要的意義。針對現場的實際情況,本課題以大慶某廠項目中臺車式退火爐的溫度控制系統設計為背景,根據退火爐的工藝流程和工藝要求,詳細闡述整個溫度自動控制系統的設計過程。為了更好的提高爐膛溫度控制精度,本課題設計了基于PLC的臺車式退火爐溫度控制系統。其控制算法采用參數自整定模糊PID控制算法,在MATLAB中的SIMULINK完成模型仿真,仿真結果證明:基于參數自整定模糊PID的溫度控制系統與基于常規PID的溫度控制系統相比,前者響應時間更快,調節時間更短,超調量更小。本課題中溫度控制系統由上位監控系統和下位控制系統兩部分組成。上位監控系統通過工控計算機進行工藝監控、參數修改、數據存儲、資料查詢等操作。下位控制系統由PLC結合參數自整定模糊PID控制算法實現對溫度的精確控制。本課題研究與設計的臺車式退火爐溫度控制系統有著更高的控制水平,資源利用效率和企業效益。該臺車式退火爐溫度控制系統自投入運行以來,實際運行結果表明,系統運行穩定可靠,自動化程度高,溫度控制精度達到±5℃以內,很好地滿足了爐膛溫度穩定、均勻的控制要求。該系統操作簡便,易于現場技術人員的操作和控制,且提高了產品質量并降低了能耗,具有很高的使用價值。收起

關鍵詞：退火爐 溫度控制 模糊PID控制 PLC 控制精度 Annealing furnace Temperature control system Fuzzy PID control PLC Control accuracy