基于PLC与模糊PID的步进式加热炉温度控制系统.pdfVIP

第 19 卷第 1 期 安 徽 冶 金 科 技 职 业 学 院 学 报 Vol . 19 . No . 1 　　　　　　　 　　　　　　　　 2009 年 1 月 Journal of Anhui Vocational College of Metallurgy and Technology J an . 2009 基于 PLC 与模糊 PID 的步进式加热炉温度控制系统 张文源[ 1] [2 ] ,范 　松[ 1] [3 ] ,李冬清[ 1] [4 ] ( ) ( ) [ 1] 安徽工业大学机械工程学院　安徽马鞍山　243002 　 [2 ] 马钢股份公司第四钢轧总厂 　安徽马鞍山　243000 ( ) ( ) [3 ]梅山钢铁公司技改工程部 　江苏南 　京 　210039 　 [4 ] 马钢股份公司第三钢轧总厂 　安徽马鞍山　243000 摘 　要 :根据某步进式加热炉的控制要求 ,设计出一种 PID 控制与模糊控制相结合的智能控制系统 。采用 Fuzzy - PID 复 合控制算法 ,实现对数学模型不确定的控制对象的满意控制 ,具有模糊控制灵活、响应快 、适应性强等优点 ,又具有 PID 控制 精度高的特点 ,使系统具有可靠性高、使用寿命长等适合实际工业现场的特性 。 关键词 :可编程控制器 ;模糊控制 ;PID 控制 ;模糊 PID ( ) 中图分类号 :TP273 　文献标识码 :A 　文章编号 :1672 - 9994 2009 01 - 0027 - 03 糊控制是以模糊集合论 、模糊语言变量及模糊逻辑 1 　研究背景 推理为基础的一种计算机数学控制方法 ,属于非线 马钢某钢轧厂步进式加热炉是生产主要的耗 性控制方法 。由于引入专家的逻辑思维方式 ,使得 能设备 ,加热炉控制的主要任务就是保证炉内具有 模糊控制器具有一定的自适应控制能力 ,因而特别 良好的加热条件 , 以满足钢坯的轧制要求 ; 同时 ,最 适用于难于用精确数学模型描述的系统 ,并且有很 大程度地降低燃料消耗 ,提高经济效益 。然而 , 由 强的鲁棒性和稳定性 。 于炉内钢坯温度分布的不可检测性 、加热炉的大热 2 　工艺简介 容量和多扰动 、时变非线性等特征 ,构成了一类典 型的复杂工业大系统 ; 另一方面 ,现代大型轧机的 本系统的基本功能为 :上位机部分可方便 、直 高速化 、自动化 、高精度和多品种对加热炉的操作 观 、实时地监控炉温 ,有报警功能 ,可方便 、自由地 和控制提出了更高的要求 ,这些使加热炉热工过程 设定各时间段的温度 ,对不正常的工作情况有记忆 的传统控制难以达到满意的效果 。 功能 ;下位机部分通过控制固态继电器的导通时间 随着计算机技术的迅速发展和现代控制理论 来实现整个温控过程 。温度控制部分 , 系统采用 的不断完善 ,利用计算机进行加热炉温度控制己进 PID 算法 ,通过控制固态继电器的导通时间来控制 入实用阶段 ,工业过程的自动控制正日益普及 。通