蓄熱式加熱爐溫度模糊控制系統的研究

周輝

【摘要】本文以宣化鋼鐵集團有限公司一鋼軋廠型材車間蓄熱式加熱爐為研究背景，根據蓄熱式加熱爐的工藝流程和工藝要求，詳細闡述了溫度自動控制系統的設計過程。在加熱爐溫度控制系統中對爐溫采用分段控制，即P-模糊-PI控制，綜合了PID控制和模糊控制的優點，響應快、超調小、無靜差、抗干擾。將該控制系統用PLC軟件編程，直接應用在加熱爐PLC控制系統中，大大降低了控制系統改造成本。在實際應用測試中該系統的控制效果十分理想，能夠很好地抑制冷熱坯混裝、煤氣壓力的隨機變化及煤氣熱值波動對爐溫的影響，爐溫偏差能夠控制在20℃以內，在沒有干擾因素的情況下能控制爐溫偏差在5℃以內，完全滿足生產要求。

【關鍵詞】加熱爐；溫度；模糊控制；PLC

1、宣鋼蓄熱式加熱爐工藝概述

本文是以宣鋼一鋼軋廠型材車間蓄熱式加熱爐為項目進行的研究。型材車間是一條年產70萬噸型鋼的生產線，主要生產圓鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼和礦用U型鋼等產品。其加熱爐是懸臂輥道側進料、側出料，單排布料的步進梁式蓄熱加熱爐，用于坯料軋制前的加熱。

2、存在的問題分析

該加熱爐在使用初期爐溫控制上采用PID控制，應用SIEMENS S7-400 PLC自帶PID功能塊。在使用過程中發現這種控制方式確實無法滿足工藝要求，爐溫偏差最大可達±40℃。主要原因是該加熱爐的燃料是轉爐煤氣，轉爐煤氣是煉鋼生產的副產品，雖然其熱值較高，但由于煉鋼過程中無法連續收集轉爐煤氣，造成轉爐煤氣的壓力和熱值都很不穩定；……