基于模糊控制的铝材热剪炉温度控制研究

摘要

本论文详细研究了基于模糊控制的铝材热剪炉技术。工业炉作为工业加热过程中重要的工艺装备，在我国的国民经济建设和发展中起着十分重要的作用。但是以工业炉的技术水平和产品质量与国外先进水平相比，存在着不小差距。因此，对工业炉控制系统进行改造成为节能减排的重要途径。
　　 本文描述了铝材热剪炉的结构及其控制算法。通过对工艺流程的分析，发现了原有温度控制系统存在调节时间长，超调量大，能源浪费严重的缺陷。探索了一条利用模糊控制算法实现加热温度控制的思路，把模糊控制技术应用到加热炉的燃烧控制中。本文通过选用二维模糊控制器，即以温度误差和误差变化率为输入，以燃气/空气比例调节阀的开度为输出，以专家得出的26条控制规律作为控制方式。通过模糊控制改造，达到了加热时间减少26％；减少了煤气消耗量；延长了炉体使用寿命；烧损控制在1％以内，大大低于1.5％的设计要求，提高了成材率等目的。在实践过程中取得了良好的经济效益和环境效益。控制系统能按工艺要求实现自动报警，并对有关测量值进行打印、制表及彩色屏幕显示。操作员可随时通过键盘修改加热炉的各种控制参数，及时处理各种突发情况。
　　 本文作者作为热剪炉控制系统的设计者，参与了整个控制系统的改造过程，希望有志于进行加热炉改造的人员通过本文能得到启发，共同为国家的节能减排事业努力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 目前我国铝材热剪炉的现状和前景

1.2 铝材热剪炉的类型

1.3 长棒热剪炉简介

1.4 铝材热剪炉研究和现状

1.5 课题任务

1.6 本章小结

第二章 模糊控制系统理论

2.1 模糊理论概述

2.2 模糊控制器设计

2.3 输入模糊化

2.4 隶属度函数

2.5 模糊控制器的控制规则

2.6 逆模糊化

2.7 数据预处理

2.7.1 标度变换技术

2.7.2 数字滤波

2.8 本章小结

第三章 原热剪炉系统硬件部分概述

3.1 系统概述

3.2 系统组成

3.2.1 主控制部分(PLC电控柜)

3.2.2 主控制部分(PLC)

3.2.3 人机界面

3.2.4 现场传感器与电器没备部分

3.3 本章小结

第四章 热剪炉PLC控制系统软件部分详解

4.1 SLC500编程软件RSLogix 500说明

4.2 控制程序

4.2.1 启动程序

4.2.2 初始化程序

4.2.3 主控制程序

4.2.4 报警系统

4.2.5 电机运行控制系统

4.2.6 门控和火控系统

4.3 本章小结

第五章 用PLC实现模糊温度控制

5.1 温度控制模型

5.2 输入变量的模糊化

5.3 查询总变量表

5.4 输出变量的转换

5.5 投运成果

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢