退火炉在钢铁工业中占有十分重要的地位。因为温度控制具有大惯性、滞后性、非线性和强耦合的特点,在常规的温度控制系统中,控制器是难以全面考虑各种因素对控制对象产生的影响。如果不能及时准确地调节和稳定地控制温度,就会直接影响到整个退火过程,甚至影响到退火产品质量。所以,需要研究新型的智能温度控制器,使得温度控制更加准确和稳定。本课题的研究内容来源于“甲醇生产线温度检测系统”和“特钢退火炉设计”的实际工程,主要设计了退火炉结构设计、部分硬件控制系统设计,并提出了针对退火炉温度均匀性控制策略。主要完成以下工作:(1)退火炉的硬件系统设计主要包括硬件系统结构设计,温度检测电路设计,热电偶的选型及组态,点火系统的设计等。(2)根据工程的实际需要,提出了退火炉温度控制系统按升温阶段、保温阶段、降温阶段的分段控制策略,重点研究了保温阶段的控制策略,设计了以模糊PID为主控器,以神经网络为优化调节器,实现BP神经网络和模糊PID的复合控制,在控制策略上,即考虑到各温度区的控制性能,又兼顾其他温度区的调节性能,使各区温度具有良好的动态性能和稳态性能,保持温度控制的均匀性。(3)设计PLC与工控机组成的双控制器,温度控制系统选择工业装配型热电偶作为温度测量装置,选取西门子PLC作为控制器,其中包括执行通道的PLC扩展模块和信息采集通道的模拟量输入模块。通过I/O接口 DB3102与西门子PLCS7-300进行通信。这种组合的控制器既可以充分发挥PLC在工业领域兼容性好,扩展容易,稳定性强的优点,还体现出了工控机容易实现神经网络智能算法控制的优势。仿真实验结果表明:采用神经网络和模糊PID的复合控制具有良好的动态性能和稳态性能,提高了控制效果。