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带有大林算法的锅炉温度控制系统

刘建冬  
【摘要】: 本文是以国内某冷轧厂煤气罩式退火炉改造项目为背景展开的。退火炉是冷轧钢板热处理的重要热工设备,在国内广泛应用。其各个工艺段的温度控制是影响后续钢板处理的关键因素。在经济危机的大背景下,如何实现退火炉的有效温度控制,有着重要的意义。 退火炉的温度控制具有升温速度快,惯性大,时变等特点。其升温,保温是依靠其炉内的煤气空气混合燃烧来达到工艺要求的,降温则是依靠环境自然冷却。炉温温度一旦超调就无法用控制手段使其降温,因此对于各个温度段控制的主要控制目标就是超调量,超调量的失调会导致炉温控制不稳定,钢卷废品率高,安全隐患大,所以对于此类的工业控制对象采用普通的PID控制很难保证小超调或无超调,系统的振荡会严重影响产品质量. 本文根据实际问题,针对退火炉大滞后,大惯性等特征进行探讨,对退火炉进行了建模分析和软件仿真,结合实践经验,确定了退火炉对象的传递函数。采用了专门针对大滞后系统设计的大林算法,仿真结果表明系统的超调量得到了较好的控制。设计了大林算法的炉温控制系统软硬件,特别是硬件电路采用和热电偶相匹配的变送芯片MAX6675,输出4-20mA的模数转换芯片AD420,不仅解决了温控器常见的输入输出精度差的难题,而且节约了时间,简化了电路设计,同时提高了系统的稳定性。 论文对退火炉这类型的炉温控制系统做了深入的分析,构建了基于大林算法的炉温控制系统,不仅在学术方面,而且在工程应用方面,都有较大的参考价值。


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