文档介绍：哈尔滨理工大学
硕士学位论文
热处理电炉多点温度控制系统的设计与实现
姓名:孙永杰
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:王卫兵
20090301
热处理电炉多点温度控制系统的设计与实现摘要本文首先简要介绍了我国热处理工业以及电阻炉温度控制的发展现状、炉历史运行数据,对电阻炉温度控制系统进行了仿真。系统的实际运大型台车式电阻炉是进行热处理工艺的关键设备。由于其体积庞大、加热温度高以及工况复杂,对其温度进行精确控制难度较大。,以提高热处理工件的工艺品质,节约能源提高效率,是具有现实意义和应用价值的。发展趋势,分析了电阻炉温度控制的传统方法,在此基础上根据本电阻炉的结构和热处理工艺的要求,针对系统各回路温升速度不一致、回路存在静差、系统超调大、能源消耗大等问题,设计了热处理电炉多点温度控制系统,给出了控制系统的整体结构,并对系统的硬件和软件进行了详细设计和实现。,采用工作站级计算机作为上位机,上位机与现场控制器的连接采用通信总线,上位机软件采用组态王进行编程组态的方式,实现系统的控制算法、监控、报警、数据记录等功能,系统软件操作简单易用,具有稳定性好、可靠性高等特点。其次,针对电阻炉系统的结构和广义预测控制特点,应用针对多变量模型的结构辨识和参数辨识方法,通过确定合适的采样周期和输人信号,获得可供辨识的输入输出数据,离线辨识模型的结构,运用递推最小二乘法辨识模型参数,选择多变量广义预测控制作为主控制算法,实现了针对本系统模型的多变量广义预测算法。最后,根据型台车式电阻炉热处理工艺的要求,结合电阻行数据和仿真结果表明,本系统能够按照工艺要求,解决回路温升不一致、回路静差和超调过大等问题,达到了预定的控制要求。关键词热处理;电阻炉;预测控制;智能仪表哈尔滨理笱Чぱ妒垦宦畚
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导师签名:三巨嘞日期:作者签名:多杰日期:作者签名:翔、春θ掌冢吩乱一年多月己铂哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书口,不保密囹。本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《热处理电炉多点温度控制系统的设计与实现》,是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。《:热处理电炉多点温度控制系统的设计与实现》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并泄夭棵盘峤论文和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密在年解密后适用授权书。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉年岁月
第绪论课题来源我国电阻炉及热处理工业现状课题来源于哈尔滨理工大学计算机学院年为哈尔滨电力设备总厂研制以上为高温炉。在高温和中温炉内主要以辐射方式加热。在低温炉内则以对流传热方式加热,电热元件装在风道内,通过风机强迫炉内气体循环流动,以电热元件具有很高的耐热性和高温强度,很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。常用的材料有金属和非金属两大类。金属电热元件材料有镍铬合金、铬铝合金、钨、钼、钽等,一般制成螺旋线、波形线、波形带和波形板。非金属电热元件材料有碳化硅、二硅化钼、石墨和碳等,一般制成棒、管、好、无烟尘、无噪声等优点,但使用费较高。开发的用于大型工件热处理的高温高精度台车式电阻炉炉温控制系统设计改造的实际项目。无论电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热,从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、钎焊、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层的干燥等。自从发现电流的热效应蠢愦模苟以后,电热法首先用于家用电器,后来又用于实验室小电炉。随着镍铬合金的发明,至世纪年代,电阻炉已在工业上得到广泛应用。工业上用的电阻炉一般由电热元件、砌体、金属壳体、炉门、炉用机械和电气控制系统等组成。加热功率从不足一千瓦到数千千瓦。工作温度在嬉韵碌奈5臀侣℃为中温炉;℃加强对流传热。电阻炉有室式、井式、台车式、推杆式、步进式、马弗式和隧道式等类型。可控气氛炉、真空炉、