推杆式热处理炉的节能改造及其控制系统的研究

论文摘要

本课题是山东光岳转向节总厂原前桥热处理连续炉的改造项目。原前桥热处理连续炉改造前存在的主要问题是:炉体设计不合理,链条式道轨不适合转向节的热处理生产,炉膛升温速度慢,截面温差大,转向节毛坯加热时间长,既严重影响了工件的热处理质量,又严重浪费了能源。论文结合原前桥热处理连续炉的实际条件和改造要求,确定炉体的改造方案和温度控制方案。首先对热处理炉的热处理功率进行计算,得出要改造后炉子的功率,从理论上为炉体的改造打下基础。然后计算炉体的结构尺寸,设计炉体轨道,把链条式道轨改为推杆式道轨。在分析并确定了系统的控制参数后,设计了推杆式热处理连续炉生产过程和PLC控制系统,完成了系统配置和梯形图设计。同时,该论文还对该系统进行了模糊PID控制方案设计和仿真。改造后的推杆式热处理连续炉及其控制系统投入运行以来,对各项运行指标均能满足工艺要求,炉子运行状况良好,控制效果明显。同时,该控制系统操作简便,易于现场技术人员操作和控制,也为其它热处理炉的改造提供了宝贵经验。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 我国热处理工业的生产现状
• 1.2 工业炉窑计算机过程控制的研究现状
• 1.2.1 国内工业炉窑计算机过程控制的研究现状
• 1.2.2 国外工业炉窑计算机过程控制的研究现状
• 1.3 工业炉窑计算机过程控制的内容和难点
• 1.3.1 工业炉窑计算机过程控制的内容
• 1.3.2 工业炉窑计算机过程控制的难点
• 1.4 热处理炉的工艺要求与计算机过程控制策略
• 1.4.1 热处理炉计算机过程控制的控制策略
• 1.4.2 热处理炉计算机过程控制的发展趋势
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 推杆式热处理电阻炉炉体的改造研究与设计
• 2.1 推杆式热处理电阻炉的实际工况
• 2.1.1 改造前的基本情况
• 2.1.2 改造后的期望指标
• 2.2 推杆式热处理电阻炉的热处理功率计算
• 2.2.1 热处理电阻炉的热支出项目
• 2.2.2 各工艺段热处理电阻炉热量支出
• 2.2.3 推杆式热处理炉所需功率
• 2.3 推杆式热处理电阻炉的炉体结构设计
• 2.3.1 推杆式热处理电阻炉的特性及用途
• 2.3.2 推杆式热处理电阻炉的结构
• 2.4 热处理电阻炉的节能
• 2.4.1 炉衬
• 2.4.2 电热元件布置
• 2.4.3 炉膛结构及强化热交换
• 2.5 本章小结
• 第三章 推杆式热处理炉 PLC控制系统的设计
• 3.1 控制系统总体方案的论证与设计
• 3.1.1 重要技术指标分析
• 3.1.2 控制系统方案的确定
• 3.2 PLC控制系统硬件设计与实现
• 3.2.1 PLC控制系统硬件设计内容
• 3.2.2 PLC的选型确定
• 3.3 PLC控制系统的软件设计与实现
• 3.3.1 PLC控制系统软件设计步骤
• 3.3.2 推杆式热处理炉系统PLC工艺控制程序
• 3.3.3 PLC控制系统外部线路图举例
• 3.4 本章小结
• 第四章 热处理温度控制系统的研究与应用
• 4.1 热处理生产自动控制装置的基本组成
• 4.2 控温方式的选择
• 4.2.1 位式控温
• 4.2.2 PID调节控温
• 4.3 温度控制策略
• 4.3.1 比例（P）、积分（I）、微分（D）控制规律
• 4.3.2 数字PID控制算法
• 4.4 模糊自整定PID系统
• 4.4.1 模糊控制器的基本知识
• 4.4.2 模糊PID控制器的设计
• 4.5 仿真实验
• 4.6 本章小结
• 第五章 控制系统运行结果及评价分析
• 5.1 热经济性分析
• 5.1.1 热效率测试条件
• 5.1.2 热效率测试的内容和方法
• 5.1.3 热效率测试结果
• 5.1.4 热经济性评价
• 5.2 炉温的稳定性分析
• 5.2.1 炉温测试的条件
• 5.2.2 炉温测试的结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表