【摘 要】
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论文以河南某工厂加热炉实际控制系统的总体设计和分析为背景，详细调研了加热炉控制系统及控制策略的国内外研究现状。通过分析加热炉的结构和工作方式，以及工业现场存在的问题，明确了加热炉被控对象，设计了基于PLC的加热炉控制系统，并完成系统软硬件选型、控制程序编写、WinCC监控界面组态，以及系统通信网络构架。通过配置OPC通信协议，实现WinCC与MATLAB之间的数据交互。 在加热炉系统中，决定其热
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论文以河南某工厂加热炉实际控制系统的总体设计和分析为背景，详细调研了加热炉控制系统及控制策略的国内外研究现状。通过分析加热炉的结构和工作方式，以及工业现场存在的问题，明确了加热炉被控对象，设计了基于PLC的加热炉控制系统，并完成系统软硬件选型、控制程序编写、WinCC监控界面组态，以及系统通信网络构架。通过配置OPC通信协议，实现WinCC与MATLAB之间的数据交互。
在加热炉系统中，决定其热效率的因素很多，热效率计算的机理复杂，气体分析仪在恶劣的环境下有很高的维护成本，为解决上述问题，论文提出了基于偏最小二乘建模的热效率软测量方法。该软测量方法在采集各工况运行历史数据的基础上，在自变量与因变量间找到潜在因素，然后通过可能的潜在变量与因变量间的模型的建立来反映自变量与因变量的关系，最终通过偏最小二乘建立加热炉热效率与输入变量间的软测量模型。结合实际工况数据，通过对比模型的真实值和预测值，验证了软测量模型的可靠性与实用性，将来可以满足实际应用需求。
针对传统加热炉控制系统难以将热效率控制到最优状态，论文提出了基于密度的聚类算法DBSCAN，通过对历史数据的聚类分析，将加热炉的运行参数优化到最佳燃烧区，进而提高热效率。针对经典的DBSCAN算法在遇到大规模数据时计算时间过长，算法内存占用过多的问题，本文提出了一种改进的DBSCAN算法，通过利用自定义的距离来重新选取参考点，达到了提高聚类效率的目的，最终用改进的DBSCAN算法实现了加热炉热效率的优化。
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