电弧炉冶炼系统是一个多变量、非线性、强耦合、时变、工作环境恶劣及随机干扰很强的系统。对于这类参数具有时变性的非线性控制对象,常规PID调节器控制效果不太理想,现场运行时电极的快速性、稳定性不能保证,同时也使吨钢耗电量高,效率低。电弧炉炼钢是通过电极调节系统来完成输入电功率,缩短冶炼时间,降低电耗,因此电极调节器的控制方法成为电弧炉研究的主要对象。本文结合宝鸡石油机械有限公司冶炼车间5吨电弧炉,在查阅大量国内外相关文献的基础上,对其目前的电极控制系统进行全面分析的同时,也对如何进行优化改造的过程进行了论证。本文首先探讨了电弧炉电极系统的PID控制,不完全微分法PID控制,变速积分法在PID控制器中的应用,并通过MATLAB控制算法进行仿真,针对电弧炉冶炼的工艺特点,建立电极调节系统的数学模型,确定了电极调节系统传递函数。接着分析了电极调节器性能指标,给出了电极调节系统的设计原则,系统总体设计思想,讨论了电极系统控制的设计和监控系统的设计。最后对电弧炉计算机控制系统的硬件系统配置作了详细的说明,在电极调节器控制方案设计的基础上给出了实用的控制算法的实现方法,应用德国西门子公司S7-200系列编程软件实现控制系统的软件控制,通过在宝石公司冶炼车间的调试及投入生产、以及对电极调节系统的项目改造的经济效益分析,说明项目改造是成功的,运行稳定且获得了良好的经济效益。