球罐焊后熱處理溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、球罐廣泛應(yīng)用于石化、能源等行業(yè)，常用來(lái)儲(chǔ)存易燃易爆等危險(xiǎn)的化學(xué)品。球罐在使用的過(guò)程中焊縫部位往往容易產(chǎn)生裂紋，究其原因是球殼板焊縫存在較大的焊接殘余應(yīng)力，球罐焊后進(jìn)行熱處理是消除殘余應(yīng)力的重要工序。通常根據(jù)球殼外表面測(cè)得的溫度，憑人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)噴油嘴來(lái)控制熱處理的加熱速度和溫度。但是隨著球罐的進(jìn)一步大型化，需要采集的溫度點(diǎn)有幾十個(gè)甚至上百個(gè)，傳統(tǒng)的熱處理溫度控制方式很難按照國(guó)標(biāo)要求的熱處理工藝進(jìn)行。研究出合適的球罐焊后熱處理溫度控制系統(tǒng)成

2、為目前業(yè)內(nèi)遇到的一大難題。
　　本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的球罐焊后熱處理方式進(jìn)行研究，針對(duì)熱處理溫度具有純滯后、非線性的特點(diǎn)，將智能控制領(lǐng)域應(yīng)用比較成熟的 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法引入到球罐焊后熱處理溫度控制的課題中。本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下。
　　（1）研究GB12337-2014對(duì)球罐焊后熱處理溫度控制的技術(shù)要求，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID和常規(guī)PID兩種控制算法對(duì)球罐熱處理時(shí)閥門(mén)響應(yīng)進(jìn)行仿真對(duì)比，并使用BP-NN-PID對(duì)現(xiàn)

3、場(chǎng)球罐熱處理工藝曲線進(jìn)行仿真跟蹤，驗(yàn)證了前者對(duì)閥門(mén)響應(yīng)比后者響應(yīng)速度快，仿真結(jié)果表明BP-NN-PID控制算法可以對(duì)球罐焊后熱處理溫度進(jìn)行控制。
　　（2）設(shè)計(jì)小型球罐，內(nèi)徑為2.8m，壁厚24mm，4支柱形式，球殼結(jié)構(gòu)形式采用橘瓣式三帶球罐。搭建該小型球罐現(xiàn)場(chǎng)熱處理實(shí)驗(yàn)裝置，包括測(cè)溫儀器的型號(hào)及安裝、保溫層的厚度及鋪設(shè)步驟，鋼帶的制作形式等。對(duì)該小型球罐進(jìn)行熱工計(jì)算，得出熱處理每個(gè)階段的燃燒速率和周期燃油量，為熱處理溫度控制提供

4、參考。使用Fluent軟件對(duì)球罐熱處理內(nèi)部流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真研究。
　?。?）在仿真分析的基礎(chǔ)上對(duì)球罐焊后熱處理溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。利用西門(mén)子自動(dòng)化軟件對(duì)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行上位機(jī)和下位機(jī)的程序編寫(xiě)。在山東某熱處理公司對(duì)2.8m實(shí)驗(yàn)球罐進(jìn)行焊后熱處理，分別選擇常規(guī)PID控制方式和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制方式進(jìn)行控制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明后者控制的溫度曲線更符合GB12337-2014中的要求，效果較好。為下一步國(guó)內(nèi)球罐焊后熱處理