Finite-time Stability of Heating Furnace Temperature Control System

A finite-time stabilization controller for the heating furnace temperature control system is proposed.Based on the extended Lyapunov finite-time stability theory and power integral method,a finite-time stable condition of the heating furnace temperature control system is given.The temperature of the heating furnace is directed by the finite-time stabilization controller to make it stable in finite time.And the quality and quantity of slabs is improved.The simulation example is presented to illustrate the applicability of the developed results.

Temperature control for thermal treatment of aluminum alloy in a large-scale vertical quench furnace

The temperature control of the large-scale vertical quench furnace is very difficult due to its huge volume and complex thermal exchanges. To meet the technical requirement of the quenching process, a temperature control system which integrates temperature calibration and temperature uniformity control is developed for the thermal treatment of aluminum alloy workpieces in the large-scale vertical quench furnace. To obtain the aluminum alloy workpiece temperature, an air heat transfer model is newly established to describe the temperature gradient distribution so that the immeasurable workpiece temperature can be calibrated from the available thermocouple temperature. To satisfy the uniformity control of the furnace temperature, a second order partial differential equation(PDE) is derived to describe the thermal dynamics inside the vertical quench furnace. Based on the PDE, a decoupling matrix is constructed to solve the coupling issue and decouple the heating process into multiple independent heating subsystems. Then, using the expert control rule to find a compromise of temperature rising time and overshoot during the quenching process. The developed temperature control system has been successfully applied to a 31 m large-scale vertical quench furnace, and the industrial running results show the significant improvement of the temperature uniformity, lower overshoot and shortened processing time.

Temperature Intelligent Control System of Large-Scale Standing Quench Furnace

Considering some characteristics of large-scale standing quench furnace, such as great heat inertia, evident time lag, strong coupling influence, hard to establish exact mathematical models of plant and etc, an artificial intelligent fuzzy control algorithm is put forward in this paper. Through adjusting the on-off ratio of electric heating elements, the temperature in furnace is controlled accurately. This paper describes structure and qualities of the large-scale standing quench furnace briefly, introduces constitution of control system, and expounds principle and implementation of intelligent control algorithm. The applied results prove that the intelligent control system can completely satisfy the technological requirements. Namely, it can realize fast increasing temperature with a little overshoot, exact holding temperature, and well-distributed temperature in quench furnace. It has raised the output and quality of aluminum material, and brought the outstanding economic and social benefits.

Hybrid intelligent control of combustion process for ore-roasting furnace

Because of its synthetic and complex characteristics, the combustion process of the shaft ore-roasting furnace is very difficult to control stably. A hybrid intelligent control approach is developed which consists of two systems： one is a cascade fuzzy control system with a temperature soft-sensor, and the other is a ratio control system for air flow with a compensation model for heating gas flow and air-fuel ratio. This approach combined intelligent control, soft-sensing and fault diagnosis with conventional control. It can adjust both the heating gas flow and the air-fuel ratio in real time. By this way, the difficulty of online measurement of the furnace temperature is solved, the fault ratios during combustion process is decreased, the steady control of the furnace temperature is achieved, and the gas consumption is reduced. The successful application in shaft furnaces of a mineral processing plant in China indicates its effectiveness.

硫酸生产过程中基于InTouch和InControl的炉温控制系统研究

给出硫酸生产过程DCS系统的控制方案和硬件配置。通过对基于InTouch和InControl的炉温控制系统的实验研究,探究了硫酸生产过程DCS系统的可行性,结果表明:炉温控制系统运行稳定、可靠,温度控制快速、准确,对实现硫酸生产过程DCS系统具有一定的参考价值。

加热炉炉温智能控制系统设计与实现

加热炉作为钢铁工业生产的重要设备,对钢坯等物料加热质量有重要的影响,能够将金属物料加热到轧制所需的温度。目前,加热炉已经应用到冶金、机械、建材、轻工等多个领域。加热炉属于高耗能窖炉,资源耗费较大,在加热过程中会随着烟气损耗大量的热量,随着科技的快速发展,智能控制技术已经运用工业生产中,通过智能控制系统对加热炉炉温进行控制,可以有效对温度进行调节,符合锻造需求。综合分析加热炉的构成以及工作原理,并介绍加热炉的炉温控制重点,并提出一种加热炉的炉温智能控制系统设计方案,希望能够提升加热炉的生产效率,改善产品质量,节约资源减少环境污染问题。

基于PLC的工业烧结炉温度控制系统设计与实现

工业烧结炉是一种广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、粉末冶金等领域的重要设备。它通过高温烧结过程,将粉末或颗粒状的原材料烧结成具有一定强度和性能的烧结体。工业烧结炉通常采用电热或燃气加热方式,具有较高的温度控制精度和均匀性。在烧结过程中,炉内的温度和气氛条件需要严格控制,以确保烧结体的质量和性能达到预期目标。我国的粉末冶金工业受到技术以及生产设备的限制,目前尚处于初步发展阶段。粉末冶金烧结的质量受到烧结温度的重要影响。合理的烧结炉温度控制方法能够保证烧结过程的稳定性和产品质量。本文综合分析了烧结炉的组成以及工作原理,探讨了烧结炉温度控制系统的设计原则以及系统设计方案,根据烧结工艺和设备特点确保烧结产品的质量和生产效率。

焚烧炉炉温控制系统设计

焚烧炉可以将废弃固体燃料、医疗垃圾、生活废品等进行高温焚烧,进行无害化处理,减少新的污染物质产生,同时可以对所产生的热能进行充分利用用于工业化生产。焚烧炉作为工业垃圾处理的重要设备,温度控制水平是影响其工作效率的重要因素。焚烧温度必须要能够超过销毁废弃物的最低温度,温度过高或过低都会对焚烧效果产生不良的影响,高温可能导致焚烧物质过度燃烧,生成有害物质,而低温则可能导致焚烧不完全或产生大量的二氧化碳等温室气体。炉壁以及燃烧气体的温度要保持稳定,避免耐火砖出现损害。在分析焚烧炉结构以及温度控制问题的基础上介绍了一种焚烧炉炉温控制系统设计方案,希望能够保证焚烧过程的稳定性和安全性,提高焚烧质量和效率。

基于ARM的电阻炉炉温控制系统设计

在科学技术突飞猛进发展的背景下,现代工业生产中的电压、电流、开关量等都是重要的被控参数,在冶金制造业中,温度是器件生产过程中非常重要的物理参数,需要对各种加热炉的温度进行严格控制,对其温度变化进行实时监测,确保炉内温度满足制造器件的需求。电阻炉在金属热处理中具有较为广泛的应用,是进行金属锻压加热、烧结的重要工业设备。电阻炉温度控制多采用自动化控制系统,实现智能化管理,保证炉温的均匀度以及零件温度的均匀性,提高生产的可靠性和稳定性。从电阻炉温度控制的难点入手分析,结合电阻炉温度控制系统的设计原则,提出一种基于ARM处理器的电阻炉炉温控制系统设计方案,能够提高电阻炉温度控制的精度,保证工业生产的稳定性。

安钢冷轧1550 mm连退炉内张力控制与分析

结合安钢冷轧连退机组实际工艺流程,以安钢冷轧1 550 mm连退机组退火炉为研究平台,分析与研究了其炉内带钢张力,这对于薄带钢高速运行低张控制优化具有一定指导意义,可实现冷轧连退薄带钢高效化生产。

基于单片机的热处理炉温度控制系统设计与实现

热处理炉是供炉料热处理加热用的燃料炉或电炉,热处理炉温度范围比较大,而且对炉温的控制要求非常严格,只有控制好炉温,才能防止金属的氧化或脱碳。随着工业技术的不断进步和产业升级,高质量、高性能材料的需求日益增加,这对于热处理技术的要求也日益提高。然而,传统的人工控制方式往往存在温度波动大、稳定性差等问题,难以满足现代材料工程的要求。基于单片机的热处理炉温度控制系统设计与实现的研究在实现高质量产品的生产过程中具有重要意义。综合论述了热处理技术与温度控制、热处理炉温度控制系统设计以实现对热处理炉温度的精确控制。通过不断的优化和创新实现了热处理炉温度的智能化控制,为工业生产和产品质量提升做出更大的贡献。

基于单片机的热处理炉温度PID控制系统设计与仿真

在冶炼等工业的生产过程中,热处理是决定锻件质量的重要步骤。工件淬火时温度过高会导致工件损坏,淬火时温度过低不足以消除工件成分中的应力,容易造成工件硬度不够。热处理炉是重要的工业冶炼设备,具有温度范围大、炉温控制严格等特点,热处理炉的温度控制一直是工业锻造、冶炼的重点的难点,炉温的调整会直接影响部件的质量。从热处理炉的运行入手分析,综合探讨了单片机的功能以及工作原理,提出了一种基于单片机的热处理炉温度PID控制系统设计方法,从软硬件开发角度详细介绍了温度控制系统的模块设置以及控制算法选择,使热处理炉炉温控制更加智能化,能够最大限度的提升工业热处理炉的温度控制精准度,为工业热处理的智能化和自动化发展提供参考性建议。

基于模糊解耦的坩埚下降法晶体生长炉温度控制系统

针对坩埚下降法晶体生长炉温度控制系统存在的非线性、滞后性、多温区耦合性等问题。设计了模糊解耦控制器来对生长炉上、下两个温区的温度进行控制,该控制器能够根据上、下温区的实时温度误差以及温度误差变化率,调节两个温区加热棒的功率。与传统解耦和PID算法相比,该方法具有不依赖被控对象的精确数学模型,计算量小,算法设计简单等特点。通过仿真将该方法分别与传统PID算法和传统解耦PID算法进行比较,仿真结果表明,该方法具有很好的动态性能、解耦能力和鲁棒性,有利于提升晶体生长炉的控温精度和加热效率。

油田管式加热炉出口温度控制技术研究

针对热力消耗在地面集输系统中能耗占比较大的问题,需优化加热炉出口温度,降低不同因素对出口温度的影响。在收集加热炉运行状态数据后,对异常值进行检测和修复,通过BP神经网络模型和遗传算法实现加热炉出口温度的自动控制。结果表明,基于神经网络-遗传算法的参数整定方法可以将加热炉全年出口温度控制在相对平稳的区间内,所需的燃料气流量和加热炉出口温度均有所降低,每月可节约燃料费用12366~55155元,节能效果显著。

智能控制的电阻炉炉温控制系统研究

电阻炉是一种常用于工业生产中的热处理设备,广泛应用于金属加工、材料烧结、玻璃制造等领域。炉温控制是电阻炉运行过程中的关键问题,对于保证产品质量、提高生产效率至关重要。智能控制是具有智能信息处理、智能信息反馈及智能控制决策的控制方式,用来解决那些传统方法难以解决的复杂控制问题。智能控制技术和现代传感器技术的不断发展将推动电阻炉控制技术的进步。在分析电阻炉控制技术现状以及发展趋势的基础上,对智能控制的电阻炉炉温控制系统设计进行了全方位的探讨,最后介绍了电阻炉炉温控制系统测试仿真环境与调试方法,帮助调整电阻炉的加热功率和工作模式,通过精确控制温度和优化能量利用,可以降低能源成本和生产成本,提高能源利用效率。

步进式加热炉计算机控制系统设计

随着工业技术的快速发展,金属材料的热处理在制造业中扮演着重要的角色。热处理过程对于调控材料的组织结构和性能具有决定性影响,从而直接影响产品的质量和性能。步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退等动作将料坏进行移送前进的连续加热炉,依靠步进机构,按照一定的轨迹运动,使炉内的钢料一步一步前进。步进式加热炉具有不拱钢、不粘钢、脱碳少、加热时间短等优点,自动化程度高。随着科技的不断进步和工业自动化的不断发展,计算机控制系统在步进式加热炉中的应用已经成为现实。围绕步进式加热炉计算机控制系统设计,从设备结构与工作原理、运行挑战、参数自整定技术、远程监控与云平台搭建等多方面进行深入探讨。为工业生产提供更精确、稳定和高效的温度控制解决方案。

基于单片机的电阻炉温度控制系统研究

电阻炉温度控制系统在现代工业生产以及实验室研究中的重要性不容忽视,它是实现高精度温度控制的核心技术之一。在信息技术快速发展的背景下,电阻炉温度控制系统的设计和优化已成为众多研究和应用领域的热点。电阻炉温度控制系统主要由加热元件、温度传感器、控制器和执行机构等组成。其中,加热元件主要负责提供热能,通过传感器对温度进行监测,结合温度传感器的反馈,由控制器对热元件进行控制,确保加热炉温度控制在目标值附近。执行机构则负责执行控制器的指令,对加热元件进行开关或调节。在介绍电阻炉温度控制系统研究现状的基础上,分析单片机应用于电阻炉温度控制系统的价值,结合控制原理、硬件设计以及软件设计进行系统构建分析,以望能够推动基于单片机的温度控制系统在工业实践中的广泛应用,促进相关领域的技术进步和发展。

一种工业退火炉保护气切换控制策略的优化

某工业退火炉保护气切换控制由于其炉况特性,其温度数据传输极易造成滞后或中断,而温度数据是切换控制条件的重要组成部分,原DCS系统中的切换控制策略对此也缺乏应对措施,这将极易造成误切换。针对工业退火炉保护气切换控制存在的上述问题,对保护气切换策略进行了优化,通过新增计时器模块,对控制炉段前的工艺控制情况计时,并将计时器模块的输出状态引入到新的切换控制策略中,自动判断切换工艺条件,有效提高了退火炉保护气切换稳定性,取得了较好的控制效果。

基于Deltav系统判断粉煤气化炉炉温的一种新方法

某厂原设计采用蒸汽法判断粉煤气化炉反应室温度,由于煤质波动、渣流动层厚度变化、煤线稳定性、锅炉给水温度等工艺指标变化,导致蒸汽法指示炉温失效,操作人员无法控制炉温,多次出现气化炉渣口堵渣、水冷壁烧穿、烧嘴罩泄漏等工艺事故。基于Deltav控制系统以及改造原设计放射源测量水汽管线密度计的位置,某厂尝试以热负荷法判断气化炉炉温。改造完成后,操作人员能够快速判断气化炉反应室温度,运行3年以来,杜绝了气化炉炉温指示不准确引发的各种问题,极大提高了气化炉运营在线率。

基于Matlab的电阻炉温度控制系统仿真

电阻炉作为重要的工业加热设备对部件进行热处理,是一种利用电流通过电阻材料发生热能的加热炉,电阻炉在机械领域主要用于金属的锻压前加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧及退火、熔点低金属熔化等。电阻炉与火焰炉相比具有结构简单、炉温均匀、加热质量好、便于控制、无噪声等优点。作为重要的热处理设备,电阻炉的温度控制直接关系到生产产品部件的质量和精度。但电阻炉的温度变化具有较强的时滞性以及惯性,因此建立有效的温度控制系统提升电阻炉的温度控制水平具有重要的意义。先分析了模糊PID算法的原理,然后基于SX-10-12型号箱式电阻炉介绍了温度控制系统的整体设计方案、硬件设计以及软件设计,并在Matlab仿真环境下对温度控制系统的运行情况进行论述,旨在提升电阻炉温度控制的自动化水平。