球罐现场焊后整体热处理时的球壳温度是一个非常重要的指标.该球罐热处理采用高速喷嘴内燃法,处理过程是一个典型的纯滞后、大惯性非线性系统,对其进行温度控制具有很大的难度.该文以球罐现场焊后整体热处理自动控制系统为对象,主要介绍了球罐现场焊后整体热处理的方法、特点、原理以及存在的问题和解决方法,分析组成系统需要的硬件结构、原理及其软件界面设计;由于其实验的危险性,针对该系统建立各个环节的数学模型,对系统进行仿真,通过对仿真算法的研究改善系统的控制指标,对于提高球罐现场焊后整体热处理自动控制的性能具有现实意义.该控制系统采用西门子的S7-300可编程控制器进行数据采集和数据分析,采用WinCC组态软件进行计算机实时控制,配合压力传感器、流量传感器、流量积算仪、火焰监测、点火装置及PC机等组成球罐现场焊后整体热处理自动控制系统.该系统测量温度主要通过辐射和热传导方式,造成系统纯滞后、大惯性的特点.该实验采用常规PID控制器和模糊PID控制器为控制策略,通过实验曲线比较,模糊PID控制器的控制质量优于常规PID控制器.在界面设计中显示了实时温度、风量、油量、实时温度曲线及控制方法和参数的选择,该次设计基本符合要求,具有实用价值,试运行成功.在建立数学模型的基础上,采用PID算法、Smith预估器、模糊控制器和模糊PID控制器的控制策略,用VC++6.0开发了球罐现场焊后整体热处理控制系统的仿真程序.仿真结果表明:PID控制器不适合用于控制纯滞后系统,超调量大,调节时间长;模糊控制器可以弥补上述缺点,但是容易出现极限环振荡;模糊PID控制器调节时间短,消除了极限环振荡的现象,提高了系统控制质量.该系统对于中国球罐现场焊后整体热处理自动控制代替手动控制提供了一个广阔的空间,为以后这方面的研究奠定了基础.