热风炉燃烧控制系统的优化设计与研究

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3、制系统的优化设计与研究专业：控制理论与控制工程硕士生：梁欢欢指导教师：花新峰副教授摘要在高炉炼铁生产中，热风炉是重要的加热鼓风设备，为高炉连续地提供高温热风。提高热风温度有利于高炉生产过程的正常、高效地进行，同时可节省能源消耗，降低炼铁成本等。传统的热风炉燃烧控制过程存在一些问题，控制的难点在于工艺复杂，调节滞后等。总之，如何对燃烧过程中拱顶温度进行精确、合理地控制，显得及其重要。本文首先从龙钢实际项目中，分析了高炉热风炉控制过程的相关工艺要求；提出热风炉控制系统的总体结构、软硬件相关配置；完成了下位机系统（包括S7-400HPLC主站、4个ET-200M远程站）的设计；实现了上位机

4、监控系统（包括热风炉工艺总貌画面、工艺操作画面）的功能。其次，燃烧过程具有非线性、滞后性、时变性等特点，且难以建立准确的数学模型。系统要求对拱顶温度进行准确有效地控制，因此常规的PID控制效果并不好。分析燃烧期拱顶温度的变化特点，结合模糊PID控制的良好动态性能和鲁棒性等优点。因此，设计了基于模糊PID的拱顶温度控制系统，并且对拱顶温度的三种控制算法（PID控制、模糊控制、模糊PID）进行仿真对比，根据仿真结果分析得，模糊PID算法在系统中的控制效果较为良好。最后，将模糊PID算法应用在PLC控制系统中。在Matlab中生成模糊控制规则表，并离线存入STEP7的数据块中。在STEP7

5、软件中编写模块化程序，实现模糊PID控制算法在工程中的应用。关键词：热风炉；燃烧控制；拱顶温度；模糊PID控制；STEP7软件论文类型：应用研究西安建筑科技大学硕士学位论文OptimizationDesignandResearchofCombustionControlSystemofHotBlastStoveSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringName:LiangHuan-huanInstructor:AssociateprofessorHuaXin-fengAbstractIntheproductionofblastfurnace

6、,thehotblaststoveisanimportantequipmentforheatingtheblastfurnace.Increasingthehotblasttemperatureisbeneficialtothenormalandhighefficiencyoftheblastfurnaceproductionprocess,meanwhile,itcansaveenergyconsumptionandreducethecostofironmakingandsoon.Thetraditionalhotairfurnacecombustioncontrolprocess

7、hassomeproblems,thedifficultyliesinthecontroloftheprocessiscomplex,theadjustmentlagandsoon.Inshort,howtocontrolthedometemperatureaccuratelyandreasonablyintheprocessofcombustionisimportant.Firstlyfromthesteeldragoninanactualproject