Constant temperature control of tundish induction heating power supply for metallurgical manufacturing

The tundish induction heating power supply(TIHPS)is one of the most important equipment in the continuous casting process for metallurgical manufacturing.Specially,the constant temperature control is greatly significant for metallurgical manufacturing.In terms of the relationship between TIH load temperature and output power of TIHPS,the constant temperature control can be realized by power control.In this paper,a TIHPS structure with three-phase PWM rectifiers and full-bridge cascaded inverter is proposed.Besides,an input harmonic current blocking strategy and a load voltage feedforward control are also proposed to realize constant temperature control.To meet the requirement of the system,controller parameters are designed properly.Experiments are con?ducted to validate the feasibility and effectiveness of the proposed TIHPS topology and the control methods.

难变形合金用轧辊感应加热温度控制策略及温辊轧制实验

针对轧辊电磁感应加热温度控制方法展开研究,开发了轧辊温度控制策略,调控轧辊辊面工作区温度。通过DEFORM模拟轧辊感应加热过程辨识轧辊感应加热数学模型参数,结合自适应模糊PID控制算法使用Simulink进行控制器的搭建与仿真,并进行轧辊静态局部感应加热温度调控实验验证。结果表明,辊面温度围绕目标温度值小幅振荡,温度控制过程无超调,预设温度550℃时最大误差小于25℃。最后与传统包套轧制工艺进行对比,分析温辊轧制Ti/Ti Al复合板的显微组织,结果表明温辊轧制工艺使Ti Al侧具有更细小的晶粒尺寸,界面区域宽度为75μm,通过轧辊加热和减小包套厚度使界面宽度减小25%。

基于改进粒子群PID的CFRP感应加热升温调控

碳纤维复合材料(CFRP)在日常生活中的应用日益广泛,传统的固化成型方式,升温速率较慢、能量损耗较高、污染严重,因此采用了基于电磁感应加热方式对CFRP进行加热升温。但CFRP因其复合结构和感应加热升温特性,热量由纤维织构中产生逐渐向外扩散,导致了其加热过程中温度场变化存在一定的滞后性。以CFRP等效电磁热特性建立了CFRP有限元细观模型,系统分析了平纹编织结构的CFRP在加热过程中的升温机理、温度场分布状态及表面温度的滞后性的变化规律。同时,建立了宏观层合模型模拟计算了CFRP层间热传导过程以及层间温度传导的滞后性,揭示了CFRP平板在感应加热作用下热量的产生及热量在纤维和树脂之间的传导规律,验证了CFRP在感应加热过程中温度变化的滞后性。因此提出了基于改进惯性权重参数的粒子群PID控制方式,该方式降低了材料加热过程中温度超调量,提高了加热过程中的抗干扰能力,并通过实验验证了该算法对不同加热温度及不同厚度的CFRP平板在感应加热过程中温度控制的效果较好。

基于Smith-麻雀算法PID的感应加热炉温度控制系统在轧钢中的应用

为了提高电磁感应加热炉的炉温控制精度,将Smith预估和麻雀算法(SSA)用于常规PID参数整定,克服常规PID调参工作量大的缺陷。仿真时给系统加入一个扰动,对比优化前后系统的抗干扰能力。在Matlab-Simulink中编写算法并建立仿真模型。运行仿真结果显示,经过Smith预估和麻雀算法(SSA)优化后的PID算法达到稳态所需时间减少6.33 s,控制的超调量减小28℃,当系统面对较大的干扰时,优化后的系统的响应速度更快,重新达到稳态时间更短。

超紧凑型钢管感应调质热处理线的研究应用

通过ARE产线钢管感应调质热处理线研究应用项目的开展,对现有感应热处理线进行改造。现有的ARE钢管感应热处理线整体布局不变,整流变压器、上料台架、上料装置、下料装置、双向链式冷床、下料台架及液压站等利旧,输送辊道部分利旧、局部改造,淬火电源、回火电源及感应圈根据产品方案按照淬火+回火工艺要求重新设计并更新,补齐相应的水淬及配套的水循环系统,配套相应仪表、自动化、计算机系统,实现温度闭环控制。通过改造将现有感应热处理线打造成一条超紧凑型钢管感应调质热处理线,使其具备年淬火+回火热处理管线管、接箍料、石油套管等3万t的生产能力,弥补ARE产线热处理的缺口,提高产线的盈利能力。

粒子群PID在感应式连铸中间包温度控制中的应用

中间包是连铸工序中钢坯结晶前的最后一环,由于中间包热辐射及对流传热、耐火材料吸热等原因,中间包的钢液温度难以稳定。利用电磁感应原理制成的感应式中间包能够完成中间包钢液温度的补偿。由于中间包温度控制具有非线性和大滞后性的特点,常规PID无法精确地控制其温度,故将粒子群算法(PSO)用于优化常规PID,实现系统的PID参数自整定,克服常规PID调参工作量大和控制精度低的缺陷。在实际生产中,由于换包过程、浇铸初期和末期会出现较大的温度波动,故在仿真某一时刻给模型加入了一个较大的降温干扰。在Matlab/Simulink中编写PSO算法并建立仿真模型。仿真结果显示,经PSO优化后的PID算法超调量减小74.28%,达稳态所需时间缩短27.2 s,在面对较大的温降干扰时,比常规PID响应速度更快且恢复稳态时间更短。

电磁感应加热技术在注射机温度控制系统上的应用

介绍了电磁感应加热原理及其能量转换过程。通过电磁感应加热技术来实现微处理器对注射机温度的有效控制,利用电磁感应加热输出功率控制算法和温度的模糊控制算法来进行注射机温度的软件控制,从而达到节能、升温快、高效率和高精度的控制目的;将注射机的传统加热方式和电磁感应加热方式进行了比较,用数据说明了电磁感应加热方式用于塑料机械上的经济价值。

纳米石墨颗粒对气体水合物生成诱导时间的影响

分析和比较了纯水及浓度为0.4%的纳米石墨悬浮液体系中的CO2水合物生成过程。采用观察法测定了二种溶液体系在不同温度和压力条件下的水合物生成诱导时间,并研究了其随温度、压力的变化规律。结果表明,纳米石墨颗粒的引入能够加快体系的传热效率及成核速率,较大程度减少水合物生成的诱导时间,同等条件下,相较于纯水体系诱导时间平均下降了80.6%。此外,二种体系中水合物生成的诱导时间随着温度及压力的升高均分别呈增大和减少的趋势。然而,纳米石墨悬浮液体系中的水合物生成诱导时间受温压的变化影响较小。因此,纳米颗粒能够加速水合物的成核过程,且鉴于其巨大的比表面对传质过程的影响,实验结果也从侧面证明了水合物的成核速率主要受气液传质过程控制的结论。

安装位置导管感应钎焊

在某型号飞机的总装现场 ,部分导管的连接是在飞机上装配焊接而成的 ,传统固定式感应钎焊设备已经不能满足现场安装焊接工艺的要求 .针对安装位置导管感应钎焊的特点 ,研究开发了专用的低损耗功率延伸电缆、钎焊温度的光纤实时测量与控制系统 ,以及大功率超音频感应加热逆变电源等相关技术 ,在此基础上研制出了一套安装位置导管感应钎焊设备 ,并且完成了飞机装配现场的工艺研究 .结果表明 :该设备及其成套技术完全能够满足导管接头焊接质量的要求 ,已经成功应用到了该型号飞机安装位置导管钎焊生产线上 .

高频感应加热设备温度控制系统的设计

温度控制系统硬件由工控机、采温模块、模拟量输出卡、热电偶组成。以PI算法作为控制方式,使用VisualBasic6.0作为开发工具。实验证明,温度控制系统可在3min内逼近设定目标,达到平衡后,误差<0.8%,能满足热加工工艺的需要。

单片机在感应淬火设备上的应用

介绍了感应淬火温度控制的原理,设计出以8031单片机为核心的温度控制的硬件、软件。应用表明:热分析仪抗干扰能力强,温度控制效果好,能够用于现场生产控制。

基于PLC的钢厂热连轧感应加热炉控制系统实现

随着节能降耗技术的要求越来越高,大功率感应加热炉技术在钢厂热连轧系统中应用越来越广泛。利用西门子PLC实现对大功率感应加热炉的自动控制,实现对钢铁热连轧的温度分布控制要求。现场应用证明:该技术大大降低了系统整体能耗。

中频感应加热温度智能控制研究与实现

研究了中频感应加热工件温度智能控制问题。运用神经网络自学习控制解决温度优化控制问题。采用阶跃响应数据构成辨识感应加热对象的网络训练模式。确定了对象仿真器网络及控制器网络结构。设计制作了温度智能控制系统。经多种现场实验 。

感应加热工件表面温度闭环控制研究及实现

在对中频感应加热工件表面温度实施智能检测基础上，实现ＤＤＣ温度闭环控制．采用优化ＰＩＤ控制策略，控温精度达±０．５％．文中给出优化指标、被控对象阶跃响应特征值、增量型优化ＰＩＤ数字算式，简要说明控制系统硬件原理及软件设计，最后给出控制实验曲线．

微结构塑件模具温度控制探讨

由于微型件结构上的特点,微结构注射充满型腔的能力要比常规注射差得多。通过对塑料熔体在型腔中的流动性分析和模具温度控制方式的比较,确定了微结构塑件在注射过程中模具温度控制的优化方案。这种方法对于指导实际生产具有较高的实用价值,并取得了良好的效果。

基于模糊神经网络的感应加热电源温度控制

通过对原有感应加热电源温度控制方法的分析,提出了一种适合于非线性系统基于模糊神经网络的温度控制方法,并介绍了该系统的组成及实现方法。

给水大口径钢管内涂塑加工工艺中温度自动控制研究

给水涂塑钢管的加工设备自动化程度不高,特别是工艺中决定产品质量的重要因素温度长期得不到控制,致使产品质量得不到有效保障。为了提高涂塑钢管的质量同时节能环保,设计了涂塑设备温度自动控制系统,较好地解决了涂塑工艺中关键的温度控制问题。

基于模糊神经网络的中频感应加热电源的研究

通过对原有感应加热电源温度控制方法的分析,提出了一种适合于非线性系统基于模糊神经网络的温度控制方法。与传统的控制策略相比,模糊神经网络控制具有不依赖控制对象精确的数学模型,较强的鲁棒性,控制方式简便等优点。实验证明:该加热方法优于常规PID和模糊PID,可获得良好的动态特性,具有稳态精度高,功率调节范围宽,工作稳定可靠的优点。

利用中频电源进行感应加热的温度控制系统

采用STD工业控制机,将原有分立元件模拟电路控制的大功率晶闸管中频电源,改造成带温度负反馈的数字电路闭环控制系统。介绍了其硬件结构、控制算法及软件流程。

磨削淬硬中磨削区温度自动控制系统的设计

磨削淬硬是利用磨削区热量对工件表面进行热处理的新技术。在磨削淬硬过程中,工件表面温度的变化直接影响工件表面热处理层的质量。高温热管是一种很好的控制热量传输的器件,为了使磨削淬硬过程中工件的温度变化较小,设计一种温度控制系统,将高温热管与被磨削工件接触,利用红外辐射测温仪检测磨削加工中工件的表面温度,温度数据通过PID控制器传递用以控制高温热管与工件的接触热阻来调节工件的表面温度,从而达到控制表面淬火的要求。