中小型轧钢厂加热炉温度专家控制的应用
智能控制在轧钢加热炉上的节能应用
智能控制在轧钢加热炉上的节能应用新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州841300摘要：改革后，随着社会发展，带动了我国科技水平的进步，目前运用到各个行业领域。
近年来，轧钢机是钢铁行业的重要装备，其节能降耗一直以来都是我国发展过程中不可缺少的部分，因为经济全球化和新能源技术不断涌现及推广，传统电控加热设备已然无法满足当前生产工艺要求，因此智能化、高效化控制在这一背景下应运而生并得到广泛应用。
关键词：智能控制；轧钢加热炉；节能应用引言钢铁工业的发展为支撑国民经济发展做出了巨大贡献，但钢铁行业需要消耗大量能源资源，同时还会产生废水、废气等废弃物，对环境造成危害。
1轧钢加热炉概述轧钢加热炉是指利用高效率的连续式生产设备,以提高产品质量和产量。
随着经济水平的不断发展,热技术也在飞速进步中。
但由于轧制工艺复杂多变、操作难度大，导致加热过程中对温度的要求较高且要保证连续性。
我国目前大部分炼铁厂采用的是连续式、单板带以及双辊可逆循环方式进行轧制加工，而近几年来，随着计算机技术和自动化控制技术的飞速发展，以及应用领域的不断扩大，导致新型高效节能环保产品逐步进入人们的视野并得到快速应用。
因此，如何提高热效率成为研究课题中一个重要问题。
2智能控制在轧钢加热炉上的节能应用2.1炉膛温度控制回路炉膛温度控制回路主要是通过对炉料进行加热，使其达到规定的要求，进而实现轧钢生产所需要的热量。
在整个控制系统中锅炉燃烧系统、给煤器和水泵等设备上都会产生一定量温差。
为保证整个控制系统具有良好节能效果必须要确保这些装置之间存在可靠稳定运行状态下才能有效发挥作用；同时还要考虑到温度控制回路与其他设备间相互影响因素对整体工作效率与质量的关系，避免出现不必要浪费能源情况发生。
炉膛温度控制回路主要是通过对钢管的加热、通风及自动喷水等方式，使其达到一个平衡状态，实现自动化监控。
在这个过程中需要满足以下几点要求：（1）当锅炉处于正常运行工况时，为保证轧制质量和设备能稳定安全地进行生产操作；（2）在不影响机组负荷情况下尽可能提高炉内温度；（3）合理控制好钢管的加热速度与冷却水流量后再进入到调节器或喷淋塔前壁的传热效果。
轧钢加热炉在生产中的温度控制探讨
轧钢加热炉在生产中的温度控制探讨发布时间：2022-05-26T08:28:39.208Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷3期作者：年祥祥[导读] 工业化快速发展的过程中，我国的工业生产工艺和技术日渐成熟，年祥祥浙江泰富无缝钢管有限公司，浙江，上虞 312300摘要：工业化快速发展的过程中，我国的工业生产工艺和技术日渐成熟，在产品生产质量日渐提高的过程中，也同样给生产企业创造了巨大的效益。
很多企业在生产中都涉及了轧制生产，轧钢加热炉作为此生产工序中的关键要素，如果在生产的过程中温度条件得不到科学有效的控制，势必会使得轧制生产中出现严重的能源浪费，且无法保障生产效益。
基于此，本文从轧制生产中的温度控制重要性出发，探析了在轧钢加热炉生产中的温度控制对策，对全面提高轧制生产水平有着重要的作用。
关键词：轧钢加热炉；轧制生产；温度控制近年来，我国乃至世界的能源危机越发严重，在这一背景下，为适应可持续发展的现实要求，各个生产企业在生产作业推进的过程中，都必须要重视环保理念的融入，对轧制生产而言，虽然生产已然呈现出一定的自动化特征，但温度作为生产中需重点关注的一个参数，温度过高或者过低都不利于生产流程的正常实施。
因此，对于涉及轧制生产的企业，为提高整体的经济、社会和环保效益，应结合整体的生产流程，采用恰当的措施将轧钢加热炉的温度控制在合理的范围内。
1.轧钢加热炉温度控制的重要性 1.1节约成本对于钢铁产品的生产而言，其生产工序复杂，在每一个生产流程的执行过程中，往往会存在着巨大的能源与资源浪费。
对一个的加热工序中，温度越高的情况下，燃烧的充分性更能保障，经由科学的温度控制，也就大大降低了生产中的燃料浪费，显著降低了生产成本。
对于钢铁产品的生产而言，轧制生产是其中的一个关键流程，这一工序中，并不意味着温度越高越好，在温度控制的过程中，专业人员需结合具体的工艺流程，将温度控制在合理的范围内[1]。
因此，轧钢加热炉温度的控制对于生产成本的控制具有重要的作用，一旦温度过高，不仅会加剧设备的磨损，更会导致能源的消耗和浪费。
浅谈轧钢加热炉在生产中的温度控制
●Ｉ
浅 谈 轧 钢 加 热 炉 在 生 产 中 的温 度 控 制
邱育 德
（ 黑 龙江 省冶 金设 计 规划 院 黑龙 江 哈尔 滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 近些年来， 随着我国经济的发展与国家综合实力的不断增强， 我国的技术与工业都得到了一定的改进与发展。 如今是一个竞争激烈的时代， 行业与
高。 产生 这一 现象 的原 因有许 多。 工 业废 热就是 其 中的一方 面 因素 。 因此减少 不 必要 的工 业废 热或者将 工业 废热 循环 利用成 为了每一 个行 业需要研 究 的问题 。 这 也是研 究轧 钢加 热炉生 产过程 中温度 控制 的原 因之一 通过 对轧钢 加热炉 生 产 过程 中温 度控 制 的研究 ， 可 以在生产 环 节 中有 效 的减少 废 热的排 放 。 无论 是
一
。
虽 然我 国与 发达 国家之 间还 是存 在着一 定 的差距 的 ， 但是 这并 不意 味着我
国就 需要 自暴 自弃 ， 而是 需要 奋起直 追 。 只有不 断的加 快国产 化的步 伐 ， 才能够
研究 轧钢 加热 炉生产 过程 中温度控 制还 可 以在 很 大程度 上节 约一 定的 资 源 与能 源 。 生产 过程 中产 生 的热量 都是 由燃 料的 燃烧转 化 而来 的 。 不仅 仅是 用 于 生产 的有 效热 还是 作为 废热排 除。 这 些 热量 的来源都 是 燃料 的燃烧 转换 。 大 多数 的燃 料如煤 、 石 油等 都是不 可再生 资源 ， 而且 生产 的年 限都非 常久 。 如 果 可 以有 效 的减少 废 热的排 放 ， 那 么就 可 以从侧 面减少 热量 的 损失 ， 从 而降 低燃烧
介绍 的就是它 有利 于减少 废热 的排放 。 不 得不承 认 ， 随着 时代 的快 速发 展 ， 我们 生 活 的环境质 量也 越来越 差 。 温室 效应逐 年的增 加 ， 尤 其是 今年 ， 受到 厄尔 尼诺 现 象 的影 响 。 我 国大部 分地 区 的温度普 遍 升高 ， 多数 地 区的 温度创 历年 来 的新
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究发布时间：2021-05-05T12:54:01.667Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：赵善杰[导读] 钢铁行业的建设和发展对于我国国民经济水平的发展起到了极大地推动作用，同时钢铁行业也是我国工业领域的重要组成部分之一，其发展对于我国的工业领域也起到了一定的助推作用。
工作人员在进行钢铁生产加工的过程当中，如果不能够对加热炉的温度进行把控，则无法保证钢铁生产的效率以及质量。
山东钢铁集团日照有限公司山东日照 276800摘要：伴随着我国综合实力的不断提升，各个行业的产品标准也有了极大程度的提高。
就钢铁行业来看，钢铁产品的运用范围越来越广泛，相应的钢铁产品质量要求也有了极大地提升。
在对钢铁产品进行制造的过程当中，加热是尤为重要的一个环节，正确地使用加热炉以及正确控制加热炉的温度对钢铁产品的质量起到了关键作用。
本文主要对现有的轧钢加热炉在生产中温度控制方面存在的问题进行阐述，并针对存在的问题提出具体的解决措施。
供钢铁制造行业的相关工作人员进行参考。
关键词：轧钢；加热炉；生产；温度控制钢铁行业的建设和发展对于我国国民经济水平的发展起到了极大地推动作用，同时钢铁行业也是我国工业领域的重要组成部分之一，其发展对于我国的工业领域也起到了一定的助推作用。
工作人员在进行钢铁生产加工的过程当中，如果不能够对加热炉的温度进行把控，则无法保证钢铁生产的效率以及质量。
因此，科学且正确地使用加热炉对于钢铁制造行业来说尤为重要。
一、轧钢加热炉在生产中的温度控制还存在的问题加热炉是将原料或者金属工件加热到轧制成锻造温度的设备。
轧钢加热炉是钢铁生产过程重要的加热设备之一，但是在具体的生产过程当中，在轧钢加热炉的温度控制方面还存在以下一些问题：1.温度控制技术落后工作人员在进行钢铁锻造的过程当中，加热炉是必要的生产设备之一，但是在采用加热炉进行轧钢的过程中温度控制方面还有不足之处，其主要原因还是由于控制技术方面还存在一定的缺陷。
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究摘要：轧钢加热炉在生产中起着非常重要的作用，温度控制是影响轧钢加工质量和成品率的重要因素。
本文介绍了轧钢加热炉在生产中的温度控制方法以及针对温度控制存在的问题进行了分析。
重点讨论了PID调节器在轧钢加热炉温度控制中的应用，并阐述了PID调节器的优点和不足。
最后，提出了未来轧钢加热炉温度控制方法的发展方向。
关键词：轧钢加热炉；温度控制；PID调节器；控制方法一、引言轧钢加热炉是钢铁生产中的重要设备之一，其作用是将冷却的钢坯加热到适当的温度，以便进行下一步的轧制和成形。
在轧钢加热炉生产过程中，温度控制是非常关键的一个环节，直接影响轧制质量和成品率。
因此，如何控制好轧钢加热炉的温度是一项非常重要的工作。
轧钢加热炉的温度控制方法主要有两种：开环控制和闭环控制。
开环控制是指根据生产经验和工艺要求，在加热炉上预设一个加热曲线，根据此曲线调整加热功率，以控制加热炉内的温度。
但这种方法的缺点是不够精确，容易受炉内环境的影响以及烤炉的老化和设备故障的影响。
闭环控制是指对加热炉内的温度进行实时监测，并通过反馈控制的方式来调节加热功率，以达到预设的目标温度。
闭环控制方法具有精度高、稳定性好等优点，是现代加热炉温度控制的主要方式。
三、现有温度控制方法存在的问题虽然闭环控制方法已经成为现代加热炉的主要温度控制方式，但是在实际应用过程中，仍然存在一些问题。
主要问题包括：温度测量精度不高、控制精度不够、系统复杂等。
温度测量精度不高：温度测量是闭环控制的基础，如果温度测量不准确，就会导致控制效果差，甚至破坏产品的质量。
目前，轧钢加热炉的温度测量主要采用红外测温、热电偶等方法，但是这些方法存在一定的测量误差。
控制精度不够：虽然闭环控制方法具有精度高的优点，但是在实际应用中，控制精度还不够，容易受到系统噪声和干扰的影响，导致控制效果偏差，影响产品的质量。
系统复杂：温度控制系统的设计和调整非常复杂，需要进行大量的试验和调试工作，这会增加生产成本和产品的制造周期。
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究轧钢加热炉在生产中扮演着非常重要的角色，它的温度控制对轧钢产品的质量和生产效率都有着至关重要的影响。
在轧钢生产中，加热炉对钢材进行预热，使其达到适合轧制的温度，并且对材料进行退火处理，从而改善其性能。
为了确保轧钢加热炉在生产中能够稳定地控制温度，提高生产效率和产品质量，开展相关的温度控制研究显得尤为重要。
目前，在轧钢加热炉的温度控制研究中，存在一些挑战和难点。
加热炉的工作环境复杂，温度受到多种因素的影响，包括燃料燃烧的稳定性、钢材的传热特性、炉内空气流动等等。
由于钢材的材质和规格不同，对加热炉的温度控制也提出了不同的要求。
如何针对不同的工作环境和钢材进行有效的温度控制，是当前研究的重点和难点。
针对轧钢加热炉的温度控制问题，科研人员进行了大量的研究和实践，取得了一些重要的成果。
他们通过对加热炉燃烧系统进行优化设计，提高了燃料的利用率和燃烧稳定性，从而提高了加热炉的温度控制精度。
他们研究了不同种类和规格钢材的传热特性，制定了针对性的加热方案和温度控制策略，使得加热炉能够更好地适应不同的生产需求。
他们还利用先进的传感器技术和自动控制算法，实现了加热炉温度的精准监测和控制，提高了生产效率和产品质量。
在今后的研究中，科研人员还将继续加大对轧钢加热炉温度控制的研究力度，以解决一些现有研究中还存在的问题。
他们将继续深入研究加热炉工作环境对温度控制的影响机理，找出影响温度稳定性的重要因素，并提出针对性的改进措施。
他们将加强对不同种类和规格钢材传热特性的研究，建立更为精准的数学模型，为加热炉的温度控制提供更为可靠的理论基础。
他们还将利用信息技术手段，研究智能化的温控系统，实现更为高效和精准的温度控制。
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究是一个非常重要的课题，它不仅关乎到轧钢产品的质量和生产效率，也是钢铁行业发展的重要支撑。
通过不懈的努力和持续的研究，相信在不久的将来，轧钢加热炉的温度控制技术必将得到进一步的提升，为钢铁行业的发展贡献更大的力量。
轧钢车间加热炉温度自动控制的实现与节能问题的分析
科 技 论 坛
自
张
７ １ ０ ０ ６ ５
பைடு நூலகம்
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明
陕西 西安
西安文理学院物 电学院
摘 要 ：作为轧钢工业 中相 当重要 的组成方 面之一 ，轧钢车 间加热 炉 ２ １ ２ 烧嘴发 生堵塞 及腐蚀 漏气 的能源消耗 占车 间总体能耗的６ Ｏ ％ ＿ ７ ０ ％ 。加热 炉主要用来对钢坯进行加 对于烧 嘴发生堵 塞 以及 腐蚀 漏气而 言 ，这 方面 主要是 由于煤 气 热，以确保钢 坯出炉的温度能够达到轧钢 的要求 ，因此，如何 实现轧钢 的净化 程度不 足 引起的 ，因煤气 中含大 量硫 、苯 、尘 以及焦 油等 杂 车间加 热炉温度的 自 动化控制，并 实现此过程的节能降耗成 为相 关领域 质 ，因而冬季 将蒸汽 进行管 道 的通 入 时 ，将会 直接导 致管道 的末端 的重点问题。 以及烧 嘴的通 道发 生堵塞 ，或者 因腐蚀 而发生 漏气情 况 ，直 接导致 关键 词 ：轧钢 ；加 热炉；温度； 自 动控制 ；节能对策 加热炉 加热 能力 的大幅下 降 ，导致 不充分 燃烧 程度 的增大 ，对于加 热炉 的节能 降耗 以及 安全生产 均十分 不利 。 对于钢 铁生 产的各 个环 节和工 序 中，轧 钢 工序 的能 耗所 占的 比 ２ ． １ ． ３ 换热器 受损 例是 相 当大的 ，而在轧 钢车 间中加 热炉燃料 耗能 约 占轧 钢工序 总能 对 于 轧钢 厂 而 言 ，无论 是 煤 气或 者 空气 换 热器 ，均会 出现 一 量消 耗的 百分之 六十 。因此 ，为 了做 好节 能降耗 工作 ，必须先 从能 定程度 的损坏 情况 。例如 ，空气换 热器首 排 的导气管被 封死 ，或者 耗大 户—— 加热 炉的节 能工作 出发 ，以便 实现钢铁 生产 成本 的大幅 煤气换 热器腐 蚀老化 而导致 煤气发 生泄 漏 ，若 无备件 准备 ，则必 须 降低 ，提高 轧钢厂 的生产效 益 。 将其甩 掉 ，无法对 煤气进行 预热 ，此情 况直接 导致煤 气的不 充分燃 １ 轧钢车 间加热炉 湿度 自动控 制系统及 实现 烧 ，并 导致能耗 的上升 ，影 响加热炉 生产 的节能性 。 如今 ，随着 钢铁 生产技术 、工 艺 以及 生产设 备等 的不 断发 展 ， ２ ． １ ． ４ 炉头及 炉墙发 生 冒火 微型 计算机 以及 可编程 控制器 等 的逐 步推广 和应 用 ，加 热炉窑 的 自 不 少加 热炉各 侧墙 的密封程 度不一 致 ，某 侧密封 较好 ，而另 一 动化 控制也 得到 了全面 的发展 ，并 以现代化 控 制理 论 为指导 ，逐步 侧则较 差 ，此 时若 进行小规 格产 品的轧 制时 ，由于轧 制的节 奏相对 实现 系统 的优化 控制 。对于 加热炉 而言 ，其 自动化 控制 大体包 括 以 较慢 ，因而基 本没 有冒火现 象 出现 ，但在 进行 较大规格 产 品的轧 制 下层 次 ： 过程 中 ，由于轧制 的节奏相 对较快 。因此 炉压也 较高 ，此 时密封 性 １ ． １ 结 合 燃料 的利 用率 情 况 以及 空燃 比 的合 理 性 ，确 保 加 热 较差 的那一侧 容易 冒火 ，导 致 窜火 及透 红现象 的发生 ，对于 节能 降 炉 燃烧 过 程 中 自动化 控 制 目的的 实现 ，也 就 是 控制 对 象 为炉温 的 耗 十分 不利 。 Ｄ Ｄ Ｃ 级控 制 ： ２ ． １ ． ５ 加热炉 底结渣 情况严重 １ ． ２ 将钢 坯 的加 热过 程进 行优 化 为 目标 ，对炉 温及 燃耗 量 进行 随着轧钢 产量 的不 断增 加 ，加热炉 的负荷也 在 随之不 断提高 ， 自动 化控 制 ，即所 谓的 控制对象 为钢温 的Ｓ Ｐ Ｃ 级控 制 ； 再加上 加热炉 的炉压 较难进 行控 制 ，因此 吸冷风 的情 况较 为严重 ， １ ． ３ 将 生产 系统 的协 调 与优化 为 目标 ，基 于前 后 工序 的 自动化 这将会 直接导 致加 热炉炉底 的严重 结渣 ，炉底 结渣呈 不规则 浪丘形 来确 保加 热段调 度及管 理 自动化 的实现 ，即所谓 的控制 对象 为全系 式 ，并 从炉 头方 向一直延伸 至 出钢 滑道 ，这不 仅直接 影响 出钢的正 统最 优化 的Ｓ ＣＣ 级控制 。 目前使 用较 多的加热 炉温度 自动化 控制系 常性 ，更增加 了能耗 。 统是 以串级比值 控制 为原理 实现 的 ，此种 控制 方法是一 种基本 的加 此 外 ，有些加 热炉仍在 使 用水冷 ，且水温 较高 ，这不仅 导致 炉 热炉 温度 控制方 法 ，也 是如今 使用 最多 的温 度 控制方法 之一 。其不 内水管 结垢 ，还 会将炉 膛热量 带走 ，从而导致 热耗 的增加 。 仅可 以克服 煤气 及空气 压力 的波动 等不 良因素 ，确保空 燃 比 ，而且 ２ ２ 加热炉 节能措 施分析 十分 简单 易行。 ２ ＿ ２ ｌ １ 对 于加 热炉 煤压 及 热值 波动 问 题而 言 ，可通 过 煤气 稳压 为 了实现 空燃 比控制过 程的精 细化 ，后来 又出现 了一种新 的控 装置来 解决 ，规划 过程 中应 考虑进 行煤 气柜 的建设 ， 以便调 节煤 气 制 方法 ，即在 串级 比值 控制 法 中包 含 了双 交叉 限幅。此 法能够 对空 的供 需平 衡 性 。此 外 ，加 热 炉进 行 燃料 的使 用 时 ，应 进行 单 一 煤 燃 比进行 动态控 制 ，但 是 由于其限 幅过程使 得 系统 的响应速度 大大 气 的应 用 ，或 者调 节 好煤 气 的混 合 比例 ，以便 对煤 气 的热 值 进 行 降低 了，因而对 负荷 变化情 况的跟 踪速度 有较 大影响 。因而此 法仅 稳定 。除此 以外 ，还应增设 热值仪 ，以便 加强 对煤气 热值 的监控 力 仅 适用于温 度调 整范 围及速度相 对较小 的热段 控制过 程 中。 度。进 行检修 时应 错开对不 同加 热炉之 间的检修 时 间 ，以缓 解煤压 针对 上述情 况 ，为提高 其响应 速度 ，可通过 将限幅 系数设 置 为 以及热 值 的波动等 问题 。可 借助 于最佳 控制燃 烧技术 来有效 减少 煤 自动进行 温度偏 差 的修 正来 对此法 进行 改进 ，这样 ，在 温度偏 差相 压及热 值波动对 加热 炉燃烧过 程所 带来的 影响。 对较 大 的情况 下能够取 消此 种限幅 的功 能。此种 改进型 的双 交叉限 ２ ｌ ２ ． ２ 可 采 用干 法替代 湿 法 ，以降低 煤气 的含 水 量 ，加强 对 煤 幅 控制 系统较 旧有 的串级 比值 控制 系统而 言 ，其无论是 在控 制方法 气的 净化 。同时定 期对烧 嘴 中的粘结物 进行清 理 ，尽 量降低 出钢 的 上 ，还是 在控 制效果 方面均 更具优 势 ，并且系统 响应速 度也 有很大 温度 ，以便 实现待 轧时 间的进一 步减少 。此外 注意对 加热 工艺进 行 程 度的提 高。 进一步 优化 。
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究
轧钢加热炉在生产中的温度控制研究轧钢加热炉是钢铁制造过程中必不可少的一道工艺，其主要作用是将钢坯加热至所需温度，以达到精细轧制的目的。
加热炉的设计、操作、控制等，直接影响到轧钢的质量和效率。
因此，研究轧钢加热炉在生产中的温度控制是非常必要的。
轧钢加热炉的温度控制是通过控制燃料、空气和进出口门等多个因素来实现的。
燃料是加热炉的主要能源，燃烧过程中产生的热量会被转移到加热炉内，从而使钢坯加热。
在生产过程中，工作人员需要根据钢坯的尺寸、材质和质量要求等因素，合理调节加热炉燃料的供给量，以控制钢坯的加热速度和温度。
空气是燃料燃烧的必要条件，通过控制空气的进入量，可以调整燃料的燃烧速度和火焰大小，从而实现对钢坯温度的控制。
此外，进出口门的开启调节也是温度控制的关键。
当钢坯进入加热炉时，需要将门的开度调整到合适的大小，以保证足够的热量能够被输送到钢坯上。
同时，当钢坯达到所需温度时，需要及时关闭出口门，以防止钢坯继续加热，导致质量下降。
为了更好地控制加热炉的温度，钢铁企业通常会采用自动化控制技术。
自动化控制系统可以实现对多个参数进行实时监测和调整，从而保证加热炉的温度控制精度和稳定性。
目前，轧钢加热炉温度控制系统常用的技术包括PID控制和模糊控制。
PID控制是一种经典的控制方法，通过对误差、积分和微分三个参数的调整，实现对温度的精确控制。
而模糊控制则是一种针对非线性系统的控制方法，其在处理复杂非线性系统时具有较好的效果。
此外，温度传感器和数据采集系统也是加热炉温度控制的关键。
温度传感器可以实时监测钢坯的温度变化，并将数据通过数据采集系统传输到温度控制器。
温度控制器会根据传感器的数据进行分析和处理，然后通过控制燃料和空气等参数，对加热炉的温度进行调整。
三、温度控制问题的解决方法在生产实践中，轧钢加热炉温度控制时可能遇到一些问题。
如何解决这些问题是保证加热炉温度控制精度和稳定性的关键。
1.温度波动问题：加热炉温度受到燃料、空气、进出口门等多个因素的影响，容易出现温度波动现象。
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中小型轧钢厂加热炉温度专家控制的应用
作者：纪玉荣
来源：《中国新技术新产品》2009年第12期
摘要：某轧钢厂加热炉为三段式连续加热炉，以重油为燃料，每段的上下均设有一排烧嘴。
考虑影响加热炉温度的因素很多，不确定的干扰也很多，如待加热的钢坯的冷热程度、燃油的质量、出钢的速度快慢、炉压的大小、空燃比大小等等。
为保证加热质量、提高控制性能，有效抑制各种扰动，首先利用DCS系统对电控部分进行了改造，取代了原来的分散手操控制，并运用专家控制实现了加热炉温度的自动调节。
关键词：专家控制器加热炉
1系统硬件配置
计算机集散控制系统（即计算机DCS系统）由上位系统和下位系统组成。
上位系统采用工业控制计算机，用Siemens组态软件Wincc完成现场数据的实时显示、存储、报警处理、打印及控制参数设定。
下位系统由Siemens PLC构成，与现场设备相连。
上位系统和下位系统之间的通讯采用Profibus方式，其最高传输速率可达1.5Mb/s，完全满足对数据实时监控的要求。
2专家控制器及软件组态
2.1专家控制器
此加热炉原来是手动控制，由于手操控制调节不及时，而且对操作工的经验有依赖性，能耗一直降不下来。
采用常规的PID自动控制，特别是在燃油的粘稠度、热值有很大差异，现场设备老化的情况下，显得适应性不够，控制效果也不好。
因此，结合现场实际情况，我们采用专家控制的思想，设计了加热炉温度的专家控制器。
专家控制器由知识库、控制规则集、推理机构及信息获取与处理四个部分组成。
其结构图如图1所示。
2.1.1知识库。
由事实集和经验数据库、经验公式等组成。
事实集主要包括被控对象（加热炉）的有关知识，如该加热炉为三段式（二加热段、一加热段和均热段）推钢连续加热炉，每段分为东、西两侧温度检测点，通过控制电动执行阀的开度，调节燃油和空气的流量来控制加热炉各段温度。
经验数据库中的数据包括加热炉的参数变化范围，控制参数的调整范围及其限幅，传感器的静、动态特性、参数阀值，控制系统的性能指标以及由专家总结的经验公式等。
2.1.2控制规则集。
根据专家（或熟练操作工）对被控对象的特点及其操作控制的经验，可采用产生式规则、模糊关系及解析形式等多种方法来描述被控对象的特征，这样可以处理各种定性的、模糊的、定量的、精确的信息。
通过在现场的调研，观察总结三个班次的熟练操作工的操作控制经验，并结合相关理论知识，采用产生式规则构成控制规则集。
在调试过程中，一开始发现响应慢，调节时间比较长，于是在规则中考虑了一个回调量，但后来又发现最大偏差值增大，于是决定在偏差大时不加回调量。
当偏差小于一个值时，再加回调，使系统尽快达到稳态。
这里，把输入量1（温度偏差）根据其大小分为9个等级；把输入量2（温度偏差的变化量）根据其大小分为7个等级。
把控制量（电动执行阀的开度）的输出（增量式）分为13个等级。
其中要加限幅条件。
最后，总结出了55条控制规则，即形成本专家控制器的控制规则集。
2.1.3推理机构。
由于本专家控制器的知识库及控制规则集的规模较小，因此，推理机构的搜索空间有限，采用的是向前推理机制。
对于控制规则由前向后逐条匹配，直至匹配成功。
当然，编写控制规则时要考虑不能出现失控现象。
2.1.4信息获取与处理。
信息获取主要是通过闭环控制的反馈信息及系统的输入信息而得到，通过对信息的处理得到控制系统的误差及其误差的变化量等对控制有用的信息。
本加热炉用热电偶来检测各段炉温，然后与各段炉温设定值比较得到其偏差量，并通过计算得到偏差的变化量，分段实施控制。
另外，信息的处理还包括必要的数据滤波措施，本系统采用算术平均滤波。
2.2软件组态
2.2.1监控界面组态。
在上位机上，对采集的数据实时显示，使操作员能及时了解加热炉的工作状态，对主要数据可存储达一年之久，可方便地查询和打印，并可完成控制参数、报警参数的设定。
用Wincc组态的主监控界面如图2所示。
另外，根据现场需要，还组态了包括汽包画面、控制参数设置界面、历史趋势曲线界面、报警界面及报表打印界面等。
它们都与实测数据相链接，并在界面上动态地显示出来。
同时，在此界面上还可以进行手、自动的无扰切换。
2.2.2控制算法的实现
专家控制的控制算法在下位系统（PLC）上实现，用Step7编程。
考虑到加热炉的生产过程是一个慢变化过程，具有时间延迟，控制信号的输出不能过于频繁，否则会产生振荡。
所以，每经5个采样周期输出一次控制信号。
其软件流程如图3所示。
2.3应用效果
采用DCS系统及专家控制以后，首先方便了操作工的操作，使用鼠标点击即可，整个加热炉的运行状况在计算机屏幕上一目了然。
从控制性能看，调节比较及时，超调不大，稳定运行时，上下波动在±5℃以内。
从节能降耗看，每天节省重油约3吨，按每吨1100元人民币计算，每月节省约10万元，每年获利润约120万元，给企业带来了较好的经济效益。
结束语。
本系统投运以来，运行稳定，其专家控制算法简单实用，控制效果好，对于中小型轧钢加热炉值得推广。