空气电加热器智能温控系统的研究

摘要

随着环保升级和经济可持续发展战略的需要，电解铝行业沥青烟污染亟需治理。空气电加热器是“三级除尘吸附法治理沥青烟”工艺中的关键设备，其出口温度控制质量的好坏直接决定沥青烟气是否能够达标排放。干法吸附治理沥青烟气过程中，由于电加热系统具有明显的非线性和变增益特性，且随机干扰严重，通用PID控制方式下的出口温度波动范围大。本文首次引入了模糊自整定PID控制方案，开发出一套能对电加热器出口温度进行精确控制，运行稳定的温度监控系统。 本文首先从建立强制对流加热下特殊电加热器的数学模型着手，发现空气电加热器变增益特性和鼓入的空气量Q密切相关。在此基础上，从控制理论出发，将风量Q引入到基于传热学理论列出的微元体能量平衡方程，建立了该空气电加热器的数学模型。 其次，针对电加热器数学模型的变增益特性，理论上探讨了模糊自整定PID控制方法的可取性，并利用Fuzzy软件包讨论并制定了在线整定PID参数的模糊控制规则，还在MATLAB／SIMULINK环境中对两种控制方式下的电加热器升温过程进行了仿真试验。 最后基于VB和PLC技术的控制方案，开发了PID和FLlzzy-PID这两种控制方式的应用程序以及本电加热器温度监控系统的图形用户界面。全套温控系统现场运行稳定可靠，界面友好，控制效果与仿真结果基本吻合，模糊自整定PID控制方案能达到净化工艺要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章空气电加热器的数学建模

第三章电加热器智能温控系统方案研究

第四章电加热器温控系统仿真实验研究

第五章电加热器温度监控系统的设计

第六章现场实验与结果分析

第七章全文总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果