电弧炉电极位置电液控制系统的研究

摘要

电弧炉炼钢过程是一个典型的具有非线性、时变性、随机特征的工业控制过程，而电弧炉炼钢过程的控制主要通过电极调节系统来完成输入电功率，降低能耗、缩短冶炼时间等控制目标，因此，电极调节系统的控制方法成为电弧炉系统控制研究的主要对象。其控制的核心就是电极位置的控制，对大型电弧炉而言，实质就是对电液比例位置系统的控制。 论文首先对液压控制技术的现状和发展作了简要的介绍和讨论，同时对电弧炉炼钢工艺与设备进行了介绍，随后论文较为详细的对电弧炉电极位置控制系统进行了建模，将其模型在MATLAB的SIMULINK环境下进行了仿真。在不同外界干扰下，同时采用了PID闭环控制、模糊控制、Fuzzy-PI复合控制三种控制方式作用于电液比例系统，并对仿真结果进行了对比分析，以上三种控制算法均能对电液控制系统进行有效的控制，而Fuzzy-PI复合控制获得最佳控制效果。从此我们可以看出，先进控制算法的研究对液压控制技术的发展具有至关重要的作用。 最后，将以上研究成果在新郑福华钢厂、洛阳安龙钢铁公司30t电弧炉中进行了实际应用，根据现场实际情况，采用西门子S7-300 PLC作为控制器，用STEP7软件编程，采用PID闭环控制，对电弧炉电极位置液压系统进行控制，在实际冶炼过程中，电极运动平稳、电弧燃烧稳定。