退火是改变材料组织结构的一种常见金属热处理工艺,温度控制精度是影响退火效果的主要因素。燃气退火炉是进行退火热处理的大型热工设备,从生产要求与经济节能两方面综合考虑,其自动控制系统的主要目标是准确的调节炉温,同时使炉内燃烧状况良好。本文以燃气退火炉为研究对象,结合企业设备改造的需求和工厂实际操作环境,开发出了基于PLC的燃气退火炉智能控制系统。论文系统分析了燃气在炉膛内的燃烧、传热过程,将其热过程分解为四个互为关联的子系统,讨论了相应的建模方案。研究分析结果表明,实际炉温与设定工艺温度的符合度及炉内气氛温度的均匀度与助燃风配给的合适程度是决定炉温控制精度的主要因素；在此基础上研究了温度控制算法,把PID控制算法与模糊控制算法及免疫反馈控制算法相结合,设计了一种自适应模糊免疫PID控制算法,该算法的控制参数整定不依赖于退火炉温度对象的传递函数,稳定性好。探讨了材料脱碳现象的产生原因,给出了处理该问题的方法；同时设计了变步长的模糊自寻优控制调节器,保证燃气充分燃烧。结合专家知识,给出进气量、给风量及排烟量的经验值,最终实现退火炉全程自动控制。控制系统硬件部分采用基于PLC的下位机控制器,用来完成温度、压力等参数的采集及温度实时控制。上位机监控软件采用组态软件和下位机通信,主要实现退火炉的系统自检、工艺参数设置、系统监控、炉温记录、统计分析等功能。实际运行结果表明,系统稳定可靠,自动化程度高,温控精度达到±4℃,很好地满足了控制要求。