在钢铁工业生产过程控制中,通常会遇到的是加热炉炉温动态特性控制,它具有如下特征:(1)炉温上升和下降往往具有严重的不对称性,包括增益和滞后时间的不对称性。(2)容积滞后,对于一般工业加热炉炉温控制特性具有较大的容积滞后,而且属于纯滞后特征。(3)在加热炉的整个温度调节范围内,对象的增益、容积滞后时间通常是与工作温度与负载变化有关的变参数。对于加热炉这类工业对象,采用常规的PID控制器,在工作点附近的小范围内,由于其动特性近似于线性,有可能控制得较好;但当大范围改变给定值或受外界环境(包括工况)扰动太大时,就需要及时修正PID参数,否则将使温升动特性变差。随着现代工业技术的发展,对工业炉温控制性能要求也必然越来越高,要求有更先进的控制策略来满足这些要求。由于温度控制在加热炉设备自动化控制中是一个非常重要的方面,但加热炉是一个非线性的、时变的、分布参数多的复杂被控对象,具有滞后的特性,因而加热炉的炉温是一个较难控制的参数。本文介绍了步进式梁式加热炉的结构、工艺和控制要求,归纳了步进式梁式加热炉的控制现状,分析了步进式梁式加热炉炉温控制系统,并针对存在的问题进行以下几个方面的研究:第一,针对步进式梁式加热炉炉温控制过程中存在的滞后特点,提出PLC过程控制的相关理论。第二,通过与加热炉温度的传统PID过程控制进行仿真比较,提出加热炉炉温控制系统的设计方案。第三,通过系统地学习SIMATIC S7-300PLC控制系统,掌握了PLC中先进过程控制库中的功能模块的使用方法,对PLC有了更深入的理解和熟练的应用。同时学习了在PLC系统中如何创建工程项目的方法步骤,然后设计了基于PLC系统的加热炉炉温控制的硬件和软件系统。结果表明,基于PLC的加热炉炉温控制系统,能够使炉温快速跟随给定并达到稳定状态。这对日后研究加热炉炉温优化工作打下了坚实的基础。通过本文的研究,为步进式梁式加热炉炉温的智能化控制提供一定的参考借鉴。