热处理炉在工业生产中有着广泛的应用,本文结合先进控制技术,对热处理炉生产过程控制系统进行了较深入研究,设计了一套软硬件结合的热处理炉生产过程智能集散控制监控系统(DCS)。本文根据热处理炉的工艺流程和特点,在监控系统整体设计上采用工控机(IPC)+PLC+Profibus-DP现场总线的方案,将系统分为现场执行层、中间控制层和系统管理监控层。现场执行层主要完成现场数据的采集,现场仪表和执行机构的控制功能。中间控制层为PLC控制站和智能温控仪,PLC控制站主要完成基本的逻辑控制功能,实现特殊控制算法。系统管理与监控层由一台IPC组成,通过与PLC、智能温控仪通信来获取生产过程的数据,显示工艺流程、报警画面,实现远程监控。在系统设计中,热处理炉温控系统作为一个多变量耦合的非线性系统,是控制的难点。通过对其特性进行分析,根据功能区分的原则,将温控系统分成燃烧、燃空比控制、炉膛压力三个回路进行控制,并在主要回路中采用反馈控制系统的方案。同时考虑到热处理炉属于大延迟、非线性时变对象,在温度控制回路中采用了智能控制算法,设计了参数自整定FUZZY-PID控制器,实现了系统控制方案的优化。为了提高系统设计的准确性,寻找控制系统的最佳结构和参数,本文采用引入辅助变量的改进最小二乘法对温度控制回路建立了数学模型,并用MATLAB对建立的模型分别进行了PID控制方法和模糊控制方法的仿真。仿真结果比较表明,改进的设计方案具有较高控制精度和较好的鲁棒性。