基于西门子TIA架构的电弧炉能效控制系统
《毕业设计(论文)-plc电弧炉控制系统总体设计》[管理资料]
![《毕业设计(论文)-plc电弧炉控制系统总体设计》[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/673bf62376eeaeaad0f330b3.png)
摘要电弧炉炼钢是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，是冶炼某些特殊金属及合金必须使用的炼钢方法。
论文以40吨电弧炉计算机控制系统为背景，在查阅了大量国内外相关文献的基础上，综述了电弧炉控制技术的发展历程、研究现状及今后的发展趋势。
根据电弧炉熔炼工艺对控制系统的控制要求，给出了控制系统总体设计方案，对电弧炉计算机控制系统的硬件系统配置作了详细的说明。
在电极调节器控制方案设计的基础上给出了实用的控制算法的实现方法，应用日本欧姆龙系列编程软件编写了整个控制系统控制软件，包括电极调节控制单元、液压站控制单元、真空开关合、分闸控制单元、变压器调压换档控制单元和其它逻辑控制单元。
关键词：电弧炉，电极调节，计算机控制，PLCABSTRACTThe steel-making of Electric Arc Furnace transfers the electricity to heat by the arc between electrode and charging. The Arc and its radiation melt the metals along with slag, it is the essential way to produce the special steel and alloy.The thesis is based on the 40-Ton electric arc furnace computer distributed control system of the Second Steel-making plant. The summaries of the historic, present state and perspective trend of control techniques of electric arc furnace are based on consulting a great deal of documentation. According to the control demands of the system, the system’s solving scheme is presented. The thesis thoroughly describes the hardware configuration of the computer distributed control system of electric arc furnace. Based on the design of the electrode’s position control algorithm,the realization method of control algorithm is proposed. The control software is designed with the Omron series programming language produced by Siemens Company, including electrode’s position control unit,hydraulics control unit, vacuum switch on/off control unit, changing the level of transformer control unit, oxygen gun movement control unit and other logical control units.Key words: Electric Arc Furnace, Electrode Regulator, Computer Control.，PLC第一章概述 (4)： (5)电弧炉系统 (5)电弧炉炼钢发展概况 (5)电弧炉炼钢的特点 (6)电弧炉炼钢计算机控制发展概况 (7)电弧炉炼钢设备概括 (7)电弧炉炼钢的机械设备 (7)电弧炉炼钢的电气设备 (9)电弧炉炼钢过程及工艺简介 (10)电弧炉炼钢过程 (10)电弧炉炼钢工艺简述 (12)电弧炉工艺对控制系统的要求 (12)电弧炉炼钢工艺对电极调节器的要求 (13)本论文所做的工作 (13)第二章电弧炉控制系统 (14)电极升降自动控制系统 (14)液压、水冷、气动控制系统 (16)液压控制系统 (16)水冷控制系统 (17)气动控制系统 (17)PLC控制系统 (18)计算机在电弧炼钢中的应用 (18)电弧炉PLC控制系统的构成 (19)电弧炉PLC控制系统的功能 (20)第三章电弧炉电极控制的建模 (21)电极系统电气部分建模 (21)单向电极的建模 (22)三相电极的建模 (23)电极工作原理及性能要求 (27)工作原理 (27)性能要求 (28)传动系统的建模 (29)第四章电弧炉控制系统的软硬件设计 (30)变压器保护 (30)液压站控制 (32)炉体操作 (37)水冷系统 (42)事故报警 (44)上料系统 (45)电弧炉控制系统程序的检查和编译 (48)结束语 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章概述：钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。
50t高阻抗电弧炉的三电系统
高压供电电压
低压供 电电压
ＡＣ ３ Ｖ ３ ５ 相 ｋ
５ ０ Ｈｚ
士１％ ０
本台炼钢 ５ ０ｔ高阻抗 电弧炉采用碱性炉衬 ，整体平 台为导轨式 ，炉子采用高架式布置。采用管式水冷炉壁 、 管式水冷炉盖 、炉盖旋开 、顶装料全 液压 式 、偏 心底出
钢 。炉 门配备 自耗式碳氧枪 。水冷 系统为 开路 循环，电
摘要 ：介绍了采用西门子公司 Ｐ Ｃ系统为核心的高阻抗 电弧炉三 电系统设计 ，主要包括有高阻抗电弧炉 的主要设计技术参数， 电 Ｌ
气 系统的硬件设计方案及组成，自动化系统的软件设计功能和主要控制对象 ，按 照铸钢生产对 控制系统 的要求，将整个 系统划分为 若干个控制子单元分别进行功能描述 ， 详细说 明了各部分的控 制范 围及 目的，使得该套高阻抗 电弧炉 的控制系统能够在铸钢生产的 过程 中全面实现工业现代化的操作、监控 、信息处理和检修维护，保障了铸钢生产设备的安全运行 。 关键词 ：高阻抗 电弧炉 ；电抗器 ；Ｐ Ｃ；Ｐ Ｏ Ｉ ＵＳ Ｌ Ｒ ＦＢ 中图分 类号 ：Ｔ ２ ． Ｍ９ ４４ 文献标 志码 ：Ｂ 文章编号：１０ ．６ ９２ １）２０ ５ ．４ ０ ２１ ３（０ ００ ．０２０
技术交流
Ｄ ： １． ６／ ｉ ｎ ０ ２１３ ．０ ０ ２ １ ＯＩ ０３ ９ ． ｓ ．１０ －６ ９ １． ． ６ ９ ｊ ｓ ２ ００
工业加热》 ９ ００年第 ２ 第３ 卷２１ 期
５ 高阻抗 电弧炉的三 电系统 ０ ｔ
韩 星 卢 海燕２ ，
（．中冶集团 １ 西安 电炉研究所有 限公司，陕西 西安 ７ ０ ６ ；２ １ ０ １ ．中国人民解放 军西安通信学院，陕西 西安 ７００） １ １６
变压器免遭 操作 过电压 、重燃过 电压 、静 电传递过 电压 器组及阻容保 护装置 。
炼钢厂30T电弧炉电气自动化控制技术文件
天远炼钢有限公30T电弧炉电气控制系统改造技术文件供方：XXXXXXX需方：天远炼钢有限公1.总则电弧炉电气控制系统主要完成三相电极升降及自动功率控制功能，要求技术先进、性能可靠，操作方便。
2.系统构成及说明2.1 硬件：操作台（上位机：17‘液晶显示，256M/40XCD/80G，PLC：S7-300，CPU314系列）2.2 软件：西门子最新授权的相关软件STEP7，上位机组态软件KINGVIEW2.3 系统功能说明如下：2.3.1 上位机具有管理、参数显示功能。
能够显示三相冶炼电流、电压、给定电流数值，具有棒图显示。
同时还可以通过上位机控制三相电极手动升降速度。
2.3.2P LC采用西门子最新产品（S7-300，CPU314，模拟量为光隔12BIT，开关量为16BIT，备用I/O点为10%）2.3.3操作台仪表显示三相冶炼电压、电流；档位显示；高压分、合闸显示；炉变故障显示；液压站控制等2.3.4设定电流采用电位器给定，电流调节采用最优模糊控制方法，三相冶炼功率平衡，自动设定非灵敏区，控制支臂升降，有手动/自动两种方式。
2.3.5自动起弧，穿井快速跟踪。
2.3.6低压电器元件采用国内名牌产品以上技术要求可在技术交流中具体明确１概述电弧炉以及精炼炉在运行过程中其产生的高次谐波及强电磁场所形成的强大干扰，是严重威胁控制和通讯系统安全运行的主要原因。
５０吨炼钢电弧炉的电炉变压器额定容量为３１５００ＫＶＡ，二次额定电流可达到４２ＫＡ以上，其冲击和短路电流有时可达到和超过１００ＫＡ。
强电磁场和电弧的弧光放电引起的宽带噪声干扰及高次谐波分量与闪变（电压波动），成为计算机及通讯网络，电子设备稳定和安全运行的主要问题。
在方案设计和系统设计及ＰＬＣ选型以及制造工艺设计时，都必须充分考虑和关注到系统所处的恶劣运行现场工业环境的抗扰问题。
在为太钢集团公司第一炼钢厂设计的５０吨炼钢电弧炉及６０吨钢包精炼炉控制系统中?穴５０吨电弧炉和６０吨钢包精炼炉的系统总结构图略，可向作者索取?雪，两台电炉的控制系统全部采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的Ｓ７－３００系列ＰＬＣ及其通讯技术。
基于西门子PLC及博途自动化软件的整流设备控制系统研究
基于西门子PLC及博途自动化软件的整流设备控制系统研究摘要：本文从西门子S7-1200PLC控制系统、博途TIA-Portal全集成自动化软件、西门子工业网络通信研究出发，以博途（TIA-Portal）全集成自动化软件为基础平台，采用以太网作为通讯网络，构建了某铅锌冶炼企业三套整流设备的监控系统。
关键词：西门子工业网络；博途TIA-Portal全集成自动化软件；S7-1200PLC控制系统概述随着PLC、触摸屏、组态软件和工业通讯网络的大量普及，大功率整流系统已采用自动化系统加全数字控制的方式，提高了设备的运行的稳定性、可视性，解放了生产力，所有监控都在计算机上完成，简化了设备的维护和保养，有利于设备的操作和管理。
1西门子自动化系统及博途软件的优势针对自动化系统产品和编程软件繁多以及兼容性问题，西门子公司整合资源推出了博途（TIA-Portal）全集成自动化软件平台，将PLC、触摸屏、后台组态软件、通讯网络组态集成在一个编程软件平台中，计算机中只需要安装一个编程软件就可以完成对所有产品的编程。
前期推出的博途软件平台存在一些BUG，到了V14和V15版本稳定性和兼容性等都有了很大的提高，2017年推出的V15版本是目前的最新版本。
在博途软件平台中，触摸屏和后台组态软件可以直接调用PLC中的数据，给编写程序带来了极大的方便。
2西门子自动化系统及博途软件的在整流系统的应用以某工厂整流系统为例，整流系统采用西门子自动化系统作为监控。
该整流系统由3套整流机组构成，每套整流机组就近安装一台控制柜，控制柜内安装西门子S7-1200PLC实现对整系统的监控、保护和数据采集，控制柜面板安装西门子触摸屏KTP600作为现场监控人机界面。
控制柜中安装交换机实现数据通讯，实现触摸屏-PLC和PLC-后台计算机的数据通讯，后台计算机系统采用西门子人机界面实现对整流系统的监控。
2.1大功率整流器的自动化监控大功率整流的控制系统需要实现对整流机组的保护、监测和控制，整流机组包括整流变压器、整流柜、水冷装置、直流传感器、大电流直流隔离开关等相关设备。
《2024年基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文
《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。
环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。
本文将介绍一种基于PLC的环形炉温度控制系统，通过对其设计原理、系统构成和应用实例的分析，展示其在工业生产中的优越性和实用性。
二、系统设计1. 设计原理基于PLC的环形炉温度控制系统设计原理主要依据经典的温度控制理论，结合PLC的强大控制功能，实现对环形炉温度的精确控制。
系统通过实时采集环形炉内温度数据，与设定值进行比较，根据比较结果调整控制输出，从而实现对环形炉温度的精确控制。
2. 系统构成该系统主要由以下几部分构成：（1）传感器：负责实时采集环形炉内温度数据，将温度信号转换为电信号。
（2）PLC控制器：接收传感器传输的温度信号，根据设定的控制算法进行计算，输出控制指令。
（3）执行器：根据PLC控制器的指令，调整环形炉的加热功率或通风量，以实现温度的精确控制。
（4）上位机监控系统：用于实时监测环形炉的温度数据和控制状态，实现远程监控和故障诊断。
三、系统应用该系统可广泛应用于钢铁、冶金、化工、食品加工等行业的环形炉温度控制。
在这些行业中，环形炉作为一种关键设备，其温度控制的稳定性和精确性对产品质量和生产效率具有重要影响。
通过应用该系统，可以实现以下优点：1. 提高温度控制的稳定性和精确性：该系统采用PLC控制器，具有强大的数据处理和计算能力，可以实时采集和处理温度数据，实现精确的温度控制。
2. 节能减排：通过实时监测和调整环形炉的加热功率和通风量，可以在保证产品质量的同时，降低能源消耗和减少排放，实现节能减排的目标。
3. 远程监控和故障诊断：通过上位机监控系统，可以实现远程监测环形炉的温度数据和控制状态，及时发现和处理故障，提高生产效率和降低维护成本。
四、实例分析以某钢铁企业的环形炉温度控制系统为例，该企业采用基于PLC的环形炉温度控制系统后，实现了对环形炉温度的精确控制。
1T真空自耗电弧炉控制系统的研制
1T真空自耗电弧炉控制系统的研制摘要：本文的设计思想是利用上位机、PLC 及各种传感器实现真空自耗电弧炉电控系统。
在文中介绍了如何利用的工业组态软件intouch+PLC+各种传感器实现电弧炉的基本控制，同时阐述了intouch、西门子PLC及传感器的特点和应用范围。
关键词：上位机，intouch，PLC ，西门子，电弧炉一、引言目前我国的钛冶炼中，自动化程度已定越来越高，尤其是钛铸锭的冶炼，以宝鸡钛业公司的10吨真空自耗电弧炉为先例的大型冶炼设备采用高可靠、高精度的德国西门子公司生产的可编程控制器（PLC ）S7-300来设计电弧炉控制系统，彻底替换了以前继电器控制模式，继电器控制电路多而复杂，维护及修改困难，工作量大，不能满足真空自耗电弧炉系统要求。
二、系统方案的确定真空自耗电弧炉是在真空下利用电弧放电产生的高温将钛自耗电极熔化到水冷紫铜坩埚内可得到高质量的钛铸锭。
该控制系统具有以下主要功能：1、电弧电流和电弧电压控制方式，即通过调节熔化电流和电弧电压的大小，实现自动熔化过程。
2、电极杆升降具有手动和自动两种控制方式。
3、真空系统具有手动和自动控制系统。
4、实时数据采集、趋势显示及完善的打印系统5、声光报警。
根据上述指导思想及设备小的特点，提出采用西门子可编程序控制器PLC+研华工业控制计算机（上位机）相结合的控制方案。
其中PLC主要完成检测、控制、模拟量及电极行程的采集，而上位机主要是利用组态软件intouch完成监测管理、数据采集和人机界面等任务。
经过反复论证和选择比较，认为采用这个方案不但能在投资较少的情况下实现电弧炉的基本控制要求，而且，能体现信息管理集中优化和控制系统实用可靠的优点。
所以这种方案更适合于中小型电弧炉的控制。
三、系统框图和配置经过消化吸收电气控制系统的原始电路图并考虑到PLC的工作特点，归纳整理出控制系统的主要模块为为：模拟量输入模块：6ES7331-1KF02-0AB0模拟量输出模块：6ES7332-5HD01-0AB0开关量输入模块：6ES7321-1BL00-0AA0开关量输出模块：6ES7322-1BL00-0AA0通讯模块：6GK7343-1CX10-0XE0CPU模块：6GK7315-2AH14-0AB0通讯信号：PLC运行过程中需要将检测到的电弧炉的运行状态和统计数据传送给上位机，同时也需要接收从上位机设置的有关运行参数，在控制系统中采用以太网和PROFIBUS-DP通讯的方式实现这些数据的交换。
03电弧炉控制系统方案 1
五矿（湖南）铁合金有限责任公司103#硅锰合金冶炼炉优化控制系统方案设计说明书中南大学信息科学与项目学院二○一○年三月一、开发背景五矿（湖南）铁合金集团有限公司103#10000KV A矿热炉主要用于熔炼硅锰合金和碳锰合金，整个生产系统由炉体、供电变压器及保护系统、配加料系统、电极卷扬升降控制系统、电极压放子系统和炉体水冷系统等组成。
目前，配加料子系统采用了计算机自动控制；电极压放子系统依靠人工凭经验综合考虑炉况、二次电压、一次电流、熔炼时间等因素，输入控制信号给PLC，由PLC来完成电极的定长压放；电极升降是依靠人工凭经验综合考虑二次电压、一次电流及炉盖温度等因素进行调节；供电变压器二次侧电压等级靠人工根据炉况和电压、电流、功率等因素凭经验进行调整。
这种靠人工凭经验来控制冶炼过程的方法难以保证矿热炉稳定持续地工作在最佳工作范围内，调节过程相对滞后、工人操作强度大、工作效率低，容易出现电极烧结不好、耗电量大、炉况不稳定等问题，难以保证产品的产量和质量。
二、设计要求针对五矿（湖南）铁合金集团有限公司103#矿热炉熔炼过程控制自动水平低下带来的各种问题，通过现场调研和与工艺技术人员交流沟通，结合生产的实际需要，搭建103#矿热炉优化控制系统，以达到如下目标：1．通过建立电极位置模型，在线检测电极的升降量和压放量，实现电极自动升降和自动压放；并通过采用合理的算法，计算电极长度及其位置，控制电极处于最优位置区域内，使三相有功功率平衡度在原有基础上提高2-3%，提高功率因数。
2．通过建立实时数据库，实时采集熔炼过程数据，实现整个矿热炉控制系统的运行监视、事故报警与记录、统计分析和报表打印、日常生产管理以及安全管理等功能，并实现变压器的继电保护。
3．通过对矿热炉供电网电能质量在线检测与监视，实时监测电极升降压放等操作和供电电流电压、功率因数的对应状态，分析三相不平衡、无功损耗及其对用电设备的影响，分析谐波损耗及其波形畸变用电设备的影响，使电能质量各项指标的监测精度达到2%以上。
基于PLC的锅炉控制系统的设计
基于PLC的锅炉控制系统的设计本文介绍基于PLC的锅炉控制系统的设计的背景和目的。
锅炉控制系统是基于PLC（可编程逻辑控制器）的设计，采用了分布式控制策略。
整体架构包括以下几个组成部分：1.控制器控制器是锅炉控制系统的核心部分，由PLC实现。
PLC具备高速计算能力和强大的输入输出功能，可以对各个设备进行监控和控制。
它接收来自传感器的输入信号，并根据预设的逻辑和算法进行实时处理，向执行器发送输出信号以控制设备运行。
2.传感器传感器负责将锅炉系统的各个参数转化为电信号，并传输给PLC进行处理。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
3.执行器执行器根据PLC的控制信号来执行相应的操作，如调节燃料供给、控制排放阀等。
它们与PLC之间通过信号线或总线进行连接。
4.人机界面人机界面提供给操作员与锅炉控制系统进行交互的界面。
它可以是触摸屏、计算机软件等形式，用于监视系统运行状态、设定参数以及显示报警信息等。
5.通信模块通信模块用于实现锅炉控制系统与外部设备的数据传输和通信。
它可以连接到局域网或远程服务器，实现与其他系统或监控中心的数据交互。
6.电源供应为了保证锅炉控制系统的稳定运行，需要提供可靠的电源供应。
这可以通过备用电源或UPS（不间断电源）来实现。
综上所述，基于PLC的锅炉控制系统采用分布式控制策略，通过控制器、传感器、执行器、人机界面、通信模块和电源供应等组成部分协同工作，实现对锅炉设备的监控和控制。
本文介绍基于PLC的锅炉控制系统所采用的控制策略和算法。
控制策略是指通过采取不同的控制方法和算法，在锅炉运行中实现温度、压力、流量等参数的稳定控制。
基于PLC的锅炉控制系统采用了以下主要的控制策略：PID控制：PID（比例、积分、微分）控制是一种常用的控制方法。
它通过根据控制对象的偏差来调节控制器的输出，使得偏差逐渐趋向于零，从而实现控制目标。
在锅炉控制系统中，PID控制常用于调节温度、压力和流量等参数。
基于WINCC的工业炉群智能监控系统
基于WINCC的工业炉群智能监控系统刘玲玲; 夏志鹏; 周熠民; 李保强【期刊名称】《《中国铸造装备与技术》》【年(卷),期】2019(054)006【总页数】5页(P59-63)【关键词】WINCC; 炉群; 智能监控; 数据管理【作者】刘玲玲; 夏志鹏; 周熠民; 李保强【作者单位】郑州财经学院机电工程学院河南郑州450044; 机械工业第六设计研究院有限公司河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TG155.1; TP31随着工业4.0 和中国制造2025 的推进，智能工厂、智能生产在我国工业领域的研究快速展开。
智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现，整个企业的生产管理、人机互动在生产过程中的应用等技术将制造业推向智能化转型。
当前国内工业炉窑的自动化监控多见于单台炉窑，而现有的单台炉窑监控系统往往偏重于工业炉运行状态信息的实时监控，而不具备班次、操作员、产品型号、数量、材质、工艺编号、工艺开始时间、工艺结束时间、耗气量、耗电量等生产信息的记录与查询功能，更不具备通过以太网或移动互联网的远程访问与控制功能[1]。
随着工业向着规模化、智能化、信息化方向的发展，生产和管理者对于整个工业炉群系统的全面智能监控和管理有了更高的要求，并且工业炉群通过计算机甚至通过手机、平板电脑等移动终端进行远程监控已经是未来的一个发展趋势，因此针对工业炉群的智能监控系统的研发尤其迫切[2]。
鉴于此，本文研究基于WinCC 的工业炉群智能监控系统，集中了智能化、信息化、网络化等先进技术，是工业炉装备向高端装备发展的一个重要方向。
1 WINCCWinCC 是Windows Control Center（视窗控制中心）的简称，是西门子公司基于Windows OS 开发的SCADA/HMI 软件，于1996 年进入世界工业控制组态软件市场，并在很短的时间内成为世界第三个在世界范围内成果的SCADA 系统。
西门子二级系统在电炉中的应用
西门子二级系统在电炉中的应用摘要本文简要介绍了电炉二级系统功能，电炉二级是一个过程管理系统，用以控制、监视、优化电弧炉的生产过程，贯穿从生产计划到出钢水的各个阶段。
关键词电炉二级控制功能生产过程中，电弧炉二级系统在线采集实时数据，并显示到监视屏幕，各种二级模型为电弧炉各阶段的生产提供在线支持。
重要数据都保存在数据库中，有些数据将通过打印机打印出来保存。
各时间段的统计报表，有助于提高生产效率，而且还有助于优化电弧炉的生产力。
1电炉自动化系统的功能模块1）电炉生产控制。
生产控制是电炉二级的核心功能，可以为操作工提供炉内的热工图，操作工可以通过图形化的人机界面干预生产。
生产控制同时也为二级模型和程序提供详细的跟踪信息。
2）生产计划数据的处理。
生产计划是加热熔钢的基础，生产计划为不同钢种指定加热规则，包括电炉中热序列号、钢种和计划的生产时间。
生产计划在产品计划系统中实现（生产计划系统PPS PRODUCTION PLANNING SYSTEM，在三级实现），生产计划系统（三级）下发生产计划（冶炼计划表），包含冶炼表和指定的生产序列（炉号），给二级系统下发1天到2天的生产计划，即使一次下发出现故障，也可以在二级系统导入或是更新。
3）炉次准备。
在电炉开始冶炼前，有充分的时间准备，料斗装好冶炼原料。
出于冶炼的目的，从生产计划中选取冶炼命令，并自动分配炉号，炉号的生成依据生产指令，从冶炼开始一直保持到冶炼结束。
有效的废钢类型，在二级必须是已经存在的。
由二级模型完成出钢时目标重量、化学成分、温度的计算。
4）冶炼过程。
当第一斗原料装入电炉的时候，即开始了冶炼过程的生产指导。
这个过程的实现在二级系统中有相应的操作对话框。
在整个冶炼过程中，二级系统提供以下功能：周期性的接收来自一级系统、实验室分析和操作工输入的实时数据。
将相关数据存储在冶炼数据库中确定当前的过程数据，指出操作工需要执行的动作，提示报警和出错信息。
根据不同的冶炼阶段，和模型处理结果数据，启动相应的模型。
安徽工业大学科技成果——电弧炉电极系统智能控制技术
安徽工业大学科技成果——电弧炉电极系统智能控制技术成果简介在三相交流电弧炉自动控制系统中，三相电极的升降控制是核心部分，其作用是快速调节电极位置，保持恒定的电极电弧长度，以减少电弧电流的波动，维持电弧电压和电流的比例恒定，使输入功率稳定；本项目利用神经网络智能控制技术对炉电极控制系统，采用神经网络逆辨识与逆控制策略，结合PD控制，构成复合控制器，通过SIEMENS的WinAC自动化软件，在工控网和Profibus上实现了三相电极电流的实时在线解耦与控制。
并在冶炼过程中，建立被控对象的神经网络逆模型，将液压执行机构和电极系统视为广义被控对象，利用高速数据采集器采集电极的电弧电流，经数据预处理后，建立神经网络逆模型，使其在工作范围内能很好地拟合被控对象的输入输出特性。
实现电弧炉三相电极的智能控制。
成熟程度和所需建设条件本项目成功应用于马钢50吨电弧炉，结果表明控制系统稳定、可靠并具有较好的自适应特性，其节能效果显著，经济和社会效益明显。
技术指标（1）三相电极电弧电流波动≤±10%（三相电极电弧电流的工作范围：16-38kA）；（2）整个电极系统节电5%，电极损耗降低20%；（3）电极系统使LF炉升温速率提高到6.63℃/分钟。
市场分析和应用前景（1）本项目的成功实现，可以代替从国外引进，实现国产化，具有自主知识产权，在钢铁行业逐步推广，必将产生巨大的经济效益和社会效益。
（2）本项目的原理和技术，适用于温度、压力、流量、原料成份等一类多变量、非线性、互相耦合的复杂系统的过程控制。
因此，本项目可以推广到化工、炼油、炉窑等行业的过程控制。
（3）由于采用了基于PC的软件集成技术，取代了硬件PLC，因此，本项目的技术可以实现控制系统的集成化、小型化和高可靠性。
社会经济效益分析本项目自2005年9月在某钢厂投入运行，系统一直运行稳定、可靠，产生的直接经济效益为人民币256.5万元/年。
我国各种吨位的电弧炉约1700多座，电炉钢产量约7000万吨/年，本项目如能大面积推广，按产量约2100万吨/年、节电4.8元/吨计算，仅每年节约电费可达1亿元。
基于西门子PLC锅炉控制系统的研究
基于西门子PLC锅炉控制系统的研究朱超;沈璇;黄少华【摘要】为了得到高精度的控制,PLC锅炉控制系统采用西门子S7-200PLC为核心的控制器,并运用全新电加热锅炉温度串级控制系统控制,该系统包括锅炉出口水温、炉膛的水温、加热炉的电阻丝电压等因素.运用PID算法进行系统数据优化运算,采用梯形图程序设计完成锅炉温度的优化控制,最终得到一个耗能少效率高的锅炉控制系统.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2016(031)009【总页数】4页(P98-100,188)【关键词】数字信号;串级控制系统;PLC;PID【作者】朱超;沈璇;黄少华【作者单位】昌吉学院物理系,新疆昌吉831100;昌吉学院物理系,新疆昌吉831100;昌吉学院物理系,新疆昌吉831100【正文语种】中文【中图分类】TP274+.1PLC控制技术把计算机技术与继电器控制技术有机地结合起来，PLC技术具有功能性强、运用方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，在当今工程实践上被广泛应用[1]。
如今，PLC仍然在高速发展，它正向着更小、更快、更好、更廉价，性能更加稳定可靠的方向发展，并且在人机智能接口与处理器的运算能力方面都得到了很大的提高，同时PLC也从USB技术中受益匪浅，使用互联网远程对程序的编程、修改及监控，设备整体运行可更加简单快捷。
PID控制简单、方便、快捷，但它的质量效果取决于三个系数，即比例系数、积分系数、微分系数[2]，因此PID参数的整定与优化是当今工控领域研究的主要问题之一。
1.1 研究内容分析由于PID控制易于理解、操作简单、适应性强，所以在工程实践中被广泛应用，同时它也是目前最通用的调节方法之一。
在PID调节器的控制规律中最重要的参数是比例、积分、微分系数，其三个参数可以调整，以选择合适的数值，获得良好的调节效果[3]。
1.2 研究方法——仿真组态模拟仿真技术的高速发展，为当今工业自动化系统的研发节省了不小的开支，同时在很短的时间内为用户提供了方便快捷的系统设计画面——组态画面，通过组态创建可以清晰地看见整个程序的运行流程，而仿真软件就可以用来检验用户编写程序是否编写正确。