基于ＰＣＳ７的加热炉燃烧控制策略及仿真研究

2012年04月09日17:39:17 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

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孙自强，丁小冬
华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室，上海

摘　　　要：针对加热炉控制系统中存在的燃烧效率不高，控制响应延迟大的问题。设计了一套基于某公司ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７控制系统的加热炉燃烧控制策略。系统针对加热炉燃烧控制中的主要参数：物料出口温度，空燃比，炉膛压力分别采用串级双交叉比值限幅控制策略，模糊控制策略和前馈控制策略进行控制。控制过程采用高级多功能过程实训系统（ＳＭＰＴ）仿真加热炉，利用ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７控制系统实施加热炉的控制方案并利用上位机软件ＷｉｎＣＣ进行在线的实时监控。控制过程自动运行，根据控制过程和仿真结果表明，方案安全可靠，控制效果和可行性较好。比较于传统的基于数学模型的加热炉控制策略，方案提供了一种新型的控制策略，在很大程度上解决了加热炉燃烧效率不高，控制响应延迟大的问题。

关　键　词：加热炉；ＰＣＳ７；出口温度；双交叉限幅控制；空燃比；模糊控制；炉膛负压；
前馈控制

１　引　言
加热炉是轧钢行业的关键设备，同时也是主要的能耗设备，其能耗量约占钢铁行业总耗能的７％左右。工业生产要求高效利用能源和降低环境污染，因而急需通过对加热炉实行优化控制以实现节能减排。加热炉具有时变、非线性、强耦合、大惯性等特点，炉内热交换机理除包括有关辐射、对流和传导的关系式外，还有很多不确定因素，如压力、各段之间相互影响等，要以数学方法建造加热炉这种复杂、粗糙对象的精确模型十分困难。传统的控制技术是基于模型的控制，建立在模型己知或可以通过辨识得到的基础上的。因此，当炉内工况发生变化或出现大的扰动时，传统的线性近似模型显然具有较大的局限性［１］。本文跳出了以简化的数学模型为基础的经典控制框架，结合国内外加热炉的控制方法和控制现状，提出了一种新型的加热炉燃烧控制策略，并进行了仿真，在很大程度上提高了加热炉热效率，减少了环境污染，实现了加热炉优化控制。

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