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电弧炉炼钢过程是一个典型的具有非线性、时变性、随机特征的工业控制过程,而电弧炉炼钢过程的控制主要通过电极调节系统来完成输入电功率,降低能耗、缩短冶炼时间等控制目标,因此,电极调节系统的控制方法成为电弧炉系统控制研究的主要对象。其控制的核心就是电极位置的控制,对大型电弧炉而言,实质就是对电液比例位置系统的控制。
论文首先对液压控制技术的现状和发展作了简要的介绍和讨论,同时对电弧炉炼钢工艺与设备进行了介绍,随后论文较为详细的对电弧炉电极位置控制系统进行了建模,将其模型在MATLAB的SIMULINK环境下进行了仿真。在不同外界干扰下,同时采用了PID闭环控制、模糊控制、Fuzzy-PI复合控制三种控制方式作用于电液比例系统,并对仿真结果进行了对比分析,以上三种控制算法均能对电液控制系统进行有效的控制,而Fuzzy-PI复合控制获得最佳控制效果。从此我们可以看出,先进控制算法的研究对液压控制技术的发展具有至关重要的作用。
最后,将以上研究成果在新郑福华钢厂、洛阳安龙钢铁公司30t电弧炉中进行了实际应用,根据现场实际情况,采用西门子S7-300 PLC作为控制器,用STEP7软件编程,采用PID闭环控制,对电弧炉电极位置液压系统进行控制,在实际冶炼过程中,电极运动平稳、电弧燃烧稳定。