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过程控制系统课程设计步进式加热炉控制系统设计

步进式加热炉控制系统设计

一、步进式加热炉工艺流程

⒈步进式加热炉简介

⑴步进式加热炉

步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。

炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。

前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。

轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。

步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。

（2）步进式炉的几种类型

步进式炉从炉子构造上分目前有：

单面供热步进式炉、两面供热步进式炉、钢料可以翻转的步进式炉、交替步进式炉、炉底分段的步进式炉等等。

单面供热步进式炉也称步进底式炉，钢料放置在耐火材料炉底或铺设在炉底上的钢枕上。

钢坯吸热主要来自上部炉膛，由于一面受热，这种炉子的炉底强度较低。

它适用于加热薄板坯、小断面方坯或有特殊要求的场合。

两面供热步进式炉也称步进梁式炉，活动梁和固定梁上都安设有能将钢坏架空的炉底水管。

在钢坯的上部炉膛和下部炉膛都设置烧嘴，因此炉底强度较高，适用于产量很高的板坯或带钢轧前加热。

钢坯可以翻转的步进式炉是每走一步炉内钢料可以翻转某一角度，步进梁和固定梁都带有锯齿形耐热钢钢枕，这是加热钢管的步进式炉，每走一步钢管可以在锯齿形钢枕上滚动一小段距离，使受热条件较差的底面逐步翻转到上面，以求加热均匀。

交替步进式炉则有两套步进机构交替动作。

运送过程中，钢坯不必上升和下降，振动较小，底面不会被划伤，表面质量较好。

炉底分段的步进式炉的加热段和预热段可以分开动作。

例如预热段每走一步，加热段可以走两步或两步以上。

这种构造是专门为易脱碳钢的加热而设计的。

钢坯在预热段放置较密，可以得到正常的预热作用，在加热段钢坯前进较快，达到快速加热，以减少脱碳。

（3）步进式炉的优缺点

步进式炉是借机械将炉内钢坯托着一步一步前进，因此钢坯与钢坯还不必紧挨着，其间距可根据需要加以改变。

原始的步进式炉只用于加热推钢机无法推进的落板坯或异形坯，随着轧机的大型化和连续化，推钢式炉已不能满足轧机产量和质量的要求。

在这种情况下，近十年来造价较高的步进式炉得到了快速发展，其结构也日趋完善。

步进式炉具有以下特点：

（1）炉子长度不受钢坯厚度的限制，不会拱钢，炉子可以建得很长，目前有些炉子已接近60米长，一个步进式炉可以代替1.5—2个推钢式炉。

（2）操作上灵活性较大，可以通过改变装料间隙调节钢坯加热时间，且更换品种方便。

（3）炉内钢料易于清空，减少停炉时清除炉内钢料的时间。

（4）钢坯在炉内不与水管摩擦，不会造成通过轧制还不能消除的伤痕。

（5）水管黑印小，即能得到尺寸准确的轧材。

（6）两面加热步进式炉可以不要实底均热段，因此加热能力比推钢式炉稍大。

（7）没有出料滑坡，减少了由于滑坡高差作用而吸入炉内的冷空气。

（8）钢坯有侧面加热，这样可实现三面或四面加热，因此加热时间短，钢坯氧化少。

（9）生产能耗大幅度降低,从炼钢连铸后开始全连续的直接生产。

（10）产量大幅度提高,在100*

t/a以上。

（11）生产自动化水平非常高，原加热炉的控制系统大都是单回路仪表和继电器逻辑控制系统，传动系统也大多是模拟量控制式供电装置，现在的加热炉的控制系统大多数都具有二级过程控制系统和三级生产管理系统，传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。

步进式炉的缺点是炉底机械设备庞大，维护和检修都较复杂，炉子造价太高。

两面供热的步进式炉炉底水管较多，热损失大。

单面供热的步进式炉虽然无水冷热损失，但产量较低。

因此，尽管步进式炉有很多优点，仅由于它造价太高，目前在中小型厂全面推广还不适宜。

⒉步进式加热炉的结构

图

（1）

⑴步进式加热炉结构图

（2）炉底结构：

从炉子结构看，步进式加热炉分为上加热步进式炉、上下加热步进式炉、双步进梁步进式炉等。

上加热炉只有上部有加热装置，固定梁和移动梁是耐热金属制作的，固定炉底是耐或材料砌筑的。

这种炉子几乎没有水冷结构，所以热耗较低，只能单面加热，用于较薄钢坯的加热。

与推进式加热炉一样，为了满足加大钢坯的需要，步进式加热炉也发展了以下的加热方式，出现了上下加热的步进式加热炉。

结构图如图

（2）

图

（2）步进式加热炉炉底结构

.

此炉底是架空的，可以实现双面加热，钢坯没有紧靠在一起，也可以看成是四面受热。

下加热一般只能用侧烧，上加热可以用轴向端烧嘴，也可以用侧烧嘴或炉顶端烧嘴供热。

考虑到轴向烧嘴火焰沿长度方向的温度分布和各段温度的控制，某些大型步进式炉有明显的炉顶压下，而下加热段设有端墙，以免各段温度之间相互干扰。

因此这样的步进式炉子长度温度调节有更大的灵活性。

如果炉子宽度较大，火焰长度又较短时，可以在炉顶上安装平焰烧嘴。

（3）传动机构：

步进式加热炉的传动机构分为机械传动和液压传动，目前广泛应用的是液压传动方式。

此种传动方式运行稳定、结构简单、运行速度的控制比较准确，占地面积小、设备质量小、比机械传动有明显的优点。

由于步进式炉很长，上下两面温度差过大，线膨胀的不同会造成大量的弯曲和隆起。

为解决这个问题，目前一些炉子将大梁分成若干段，各段间留有一定的膨胀间隙，变形虽不能避免，但弯曲的程度大为减轻，不致影响炉子正常工作。

（4）密封结构：

为了保证步进梁正常无阻碍的运动，在活动梁和移动梁之间要有一定的间隙，对步进梁来说则在梁支撑穿过炉底部分有保证它运动的足够大的开孔。

这些缝隙或开孔的存在虽然是必要的，但也容易吸入冷风，影响加热质量和降低燃料利用率，也可能造成炉气外逸，危害炉底下部设备，对轧钢用步进炉则必须考虑密封问题。

目前有滑板式密封和水封两种密封形式，前者密封较差，水封密封较好。

⒊步进式加热炉工艺流程

一般情况下，加热炉沿炉膛长度方向分为预热段、加热段和均热段。

进料端为预热段，炉气温度较低，其作用在于充分利用炉气热量，给进炉板坯预热到一定温度，以提高炉子的热效率。

加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现板坯的快速加热，保证板坯加热到要求的目标温度。

均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。

一般用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。

钢坯加热是热轧生产工艺过程中的重要工序。

其生产过程如下：

对于步进式加热炉，钢坯的移动是通过固定梁和移动梁的周期运动来实现的。

钢坯位于固定梁上，移动梁反复地进行上升、前进、下降、后退的矩形运动，移动梁的每一个循环运动带动钢坯在炉前进一步，而且保证钢坯没有任何滑动。

传动机构的上下运动和前后运动分别是由独立的机构完成的。

步进梁的进后运动多采用油压传动方式，上下运动可以采用油压传动也可以采用电动方式。

钢坯被送到加热炉外的上料辊道上，经过测长后，从装料炉门进入炉内，然后在炉内悬臂辊道上进行对中定位，通过移动梁步进机械的周期运动，一步步地前进。

当钢坯被输送到出炉位置，且已达到所要求的出炉温度，当接到允许出钢信号时，钢坯加热结束，由出料悬臂辊道从出料炉门送出，送往轧机进行轧制。

图（3）步进结构

步进行程如图（3）

工艺过程如图（4）

图（4）

二、控制方案

步进式加热炉的热工制度主要包括:

温度制度、燃料燃烧制度和炉压制度等。

根据影响加热炉钢坯质量的因素，其主要能控因素是温度和炉膛压力，而温度的变化主要受燃料流量和空气流量的影响，为了充分燃烧，燃料流量和空气流量必须按一定的比例送入管道，所以将燃料和空气构成双闭环比值控制系统，这样不仅实现了比较精确的流量比值，而且使燃料流量和空气流量变得比较平稳，确保了两物料总量基本不变，为后续温度的控制提供了前提条件。

对于温度的控制采用单交叉限幅方式的串级控制系统，这样可以在炉温偏低时，先增加空气量，后增加煤气量；炉温偏高时，先减煤气量，后减空气量，实现空气、煤气交叉控制，保证了燃料的完全燃烧，最终通过控制燃料和空气流量以达到控制炉温的目的。

对于炉膛压力，采用单回路控制，它是通过调整烟道百叶窗的开度，从而调节烟囱的吸力，达到控制炉膛压力的目的。

1、燃料燃烧的控制系统设计

双闭环比值控制系统是为了克服单闭环比值控制系统主流量不受控，生产负荷在较大范围内波动的不足而设计的。

它是在单闭环比值控制的基础上，增设了主流量控制回路而构成。

双闭环比值控制系统由于主流量控制回路的存在，实现了对燃料流量的定值控制，大大地克服了燃料流量干扰的影响，使燃料流量变得比较平稳。

通过比值控制副流量即空气流量也将比较平稳。

这不仅实现了比较精确的流量比值，而且也确保了两物料总量基本不变，这是它的一个主要特点。

另一个优点是提降负荷比较方便，只要缓慢地改变主流量控制器即燃料控制器的给定值，就可以提降燃料流量，同时副流量即空气流量也就自动跟踪提降，并保持两者比值不变。

这种方案能够适用于主流量干扰频繁及工艺上不允许负荷有较大波动或工艺上经常需要提降负荷的场合，实用性强[2]。

设计的燃料流量与空气流量双闭环比值控制系统方框图如下：

图2-1燃料流量和空气流量构成的双闭环比值控制系统方框图

2.炉温的控制系统设计

在步进式加热炉加热钢坯的过程中，空燃比过高，使钢坯表面氧化，热量损失增加；空燃比过低，使燃料不能完全燃烧，造成煤气外流，浪费了燃料并污染了环境。

所以为了控制温度，工艺上不但要求燃料量与空气量成一定的比例，而且要求在温度发生变化时，燃料与空气的提降量有一定的先后次序，以保证空燃比的合理性及供热区段温度的可控性。

本设计采用单交叉限幅控制，即以炉内温度为主环，空、煤气为副环的串级炉温控制回路。

串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。

它是由主、副两个控制器串接工作的。

主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出去操纵控制阀，以实现对变量的定值控制。

在这个设计中，主控制器是温度控制器，副控制器是燃料控制器或者是空气控制器，这要依据提降时的先后顺序而定。

一般来说，主控制器的给定值是由工艺规定的，它是一个定值，在该系统中主参数温度是一个定值，工业上要求步进式加热炉预热段温度为750℃～1100℃，加热时间15～30分钟；加热段的温度为1250℃～1300℃，加热时间40～60分钟；均热段的温度为1150℃～1250℃，保温时间20～30分钟；连铸冷坯料、模铸冷坯料的总加热时间为90～120分钟；因此，主环是一个定值控制系统。

而副控制器的给定值是由主控制器的输出提供的，它随主控制器输出变化而变化，因此，副回路是一个随动系统。

设计的炉温与流量的串级控制系统方框图如图2-2。

图2-2炉温与流量串级控制系统方框图

加热炉温度控制是通过调节煤气和空气流量来实现的。

温度控制器根据实测温度，按照PID控制策略，产生一个输出。

该输出作为煤气控制器和空气控制器的设定值，去控制煤气和空气流量。

温度控制器与煤气流量控制器或空气流量控制器构成一个串级控制系统。

其中，温度控制器是主控制器，实现温度的粗调，煤气流量控制器或空气流量控制器是平行的副控制器，完成精确控制。

在控制炉温的过程，当炉温偏低时，先增加空气量，后增加煤气量，当炉温偏高时，先减煤气量，后减空气量，实现空气煤气交叉控制，以保证燃料的完全燃烧。

而完成具有逻辑提量功能主要依靠系统中设置的两个选择器：

高选择器HS、低选择器LS。

炉温的单交叉限幅控制的检测流程图如下：

图2-3单交叉限幅控制的检测流程图

图2-3所示为“串级和比值控制组合的系统，由炉膛温度与燃料、空气流量的串级控制系统和燃料与空气的流量比值控制系统相组合。

完成逻辑提量功能主要依靠系统中设置的两个选择器：

高选择器HS、低选择器LS。

在正常工况下，即系统处于稳定状态时，温度控制器的输出

，等于燃料流量变送器的输出

，也等于空气流量变送器的输出

。

也就是说高、低选择器的两个输入端信号是相等的，整个系统犹如不加选择器时的串级和比值控制组合的系统进行工作。

当系统中的炉膛温度降低时，温度控制器的输出

增加（根据串级控制系统的要求，温度控制器应选用反作用式控制器），这个增加了的信号不被低选器选中，而却被高选器选中，它直接改变空气流量控制器的给定值，命令空气量增加。

然后由于空气增加，使其变送器输出增加，也就使

开始增加。

因此时

＜

，

被低选器选中，从而改变燃料流量控制器给定值，命令提量。

这一过程保证在增加燃料且前，先加大空气量，使燃烧完全。

整个提量过程直至

＝

=

时，系统又恢复到正常工况时的稳定状态。

当系统中的炉膛温度升高时，温度控制器输出减少，因而它被低选器选中，作为燃料流量控制器的给定值而命令燃料降量。

燃料量降低，经变送器的测量信号被高选器选中，作为空气流量控制器的给定值，命令空气降量。

降量过程直至

＝

=

，系统又恢复到稳定状态。

这样就实现了提量时先提空气量，后提燃料量，降量时先降燃料量，后降空气量的逻辑要求。

单交叉限幅保证了焦炉煤气在正常工况条件和异常工况波动条件下,都能稳定的与空气保持一定偏差范围内的比例,并以焦炉煤气流量为主控变量,以空气流量为从动变量,实现了燃烧过程的经济性和合理性要求。

3、炉膛压力的控制系统设计

单回路反馈控制系统简称单回路控制系统。

在所有反馈控制系统中，单回路反馈控制系统是最基本、结构最简单的一种，因此又称为简单控制系统。

单回路控制系统虽然简单，却能解决生产过程中的大量控制问题。

它是生产过程控制中应用最为广泛的一种控制系统。

单回路控制系统由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。

炉内气体流动状况是炉膛压力的主要影响因素，而气体流动状况又受到烟道百叶窗的开度的直接影响。

设计中对炉压的控制采用的是单回路控制策略，它是通过调整烟道百叶窗的开度，从而调节烟囱的吸力，进而控制炉膛压力，炉压检测点位于出料端。

设计的炉膛压力单回路控制系统方框图如下：

图2-4炉膛压力控制系统方框图

三、PLC硬件选型与系统连接

PLC（ProgrammableLogicController）是可编程序控制器的英文缩写,它是综合了计算机技术、自动化技术与继电器逻辑控制概念而开发的一代新型工业控制器,是专为工业环境应用而设计的。

它可以取代传统的继电器完成开关量的控制,比如,将行程开关、按钮开关、无触点开关或敏感元器作为输入信号,输出信号可控制电动阀门、开关、电磁阀和步进电机等执行机构。

它采用可编程的存储器,在其内部存储,执行逻辑运算,顺序控制、定时计数和算术运算等操作的指令,通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械和生产过程实现自动化。

PLC及其有关的外围设备都应该以易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

它的主要功能有：

①在线数据采集和输出；②控制功能，包括条件控制、顺序控制、逻辑控制、定时、计数等；③数据处理功能，既能进行基本数学、逻辑运算，还可通过编程实现复杂的控制算法；④输入/输出信号调制功能；⑤通信、联网功能，可进行远程控制、多台PLC间联网通信、外部器件与PLC的信号处理单元之间实现程序和数据交换等；⑥支持人机界面功能；⑦编程、调试等。

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过电气控制系统来实现的。

PLC的特点是：

①可靠性高，抗干扰能力强；②配套齐全，功能完善，适用性强；③操作简单，易学易用，深受工程技术人员欢迎；④系统的设计、建造工作量小，维护方便、易于改造；⑤体积小、质量轻、功耗低。

1.S7-200简介

S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。

S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能。

因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

S7-200系列出色表现在以下几个方面：

极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。

S7-200包括集成的24V电源、高速脉冲输出、通信口、模拟电位器、EEPROM存储器模块、电池模块、高速计数器以及CPU模块等。

该系统中配置了模拟量输入/输出模块、数字量输入/输出模块、高速计数模块、监控模块,所有输入/输出模块，全部采用光电隔离,大大提高了系统抗干扰能力。

S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能，使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。

应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

如：

冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。

2．S7-200的模块选择

本设计选用西门子公司S7-200系列PLC中的过程控制器CPU224作为整个加热炉控制系统的核心。

本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。

可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。

I/O端子排可以很容易地整体拆卸。

13K字节程序和数据存储空间。

6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。

CPU224具有1个RS-485通信口，支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。

若采用24VDC电源，则24VDC输入，24VDC输出；若采用100～230VAC电源，则24VDC输入，继电器输出。

它是具有较强控制能力的控制器，该产品具有标准化程度高、可靠性高、操作性强、可维护性好、可扩展性好等特点。

3．PLC的I/O地址分配

表3-1I/O地址分配表

输

入

信

号

启动按钮

I0.0

停止按钮

I0.1

急停按钮

I0.2

手动操作

I0.3

自动操作

I0.4

钢坯进入加热炉的信号

I0.5

钢坯出加热炉的信号

I0.6

输

出

信

号

手动方式运行

Q0.0

自动方式运行

Q0.1

燃料阀

Q0.2

空气阀

Q0.3

喷嘴接触器

Q0.4

燃料机接触器

Q0.5

鼓风机接触器

Q0.6

预热段燃料阀

Q0.7

预热段空气阀

Q1.0

加热段燃料阀

Q1.1

加热段空气阀

Q1.2

均热段燃料阀

Q1.3

均热段空气阀

Q1.4

预热段报警

Q1.5

加热段报警

Q1.6

均热段报警

Q1.7

烟道百叶窗

Q2.0

炉膛压力报警

Q2.1

四、监控系统软件设计

。

上位机监控软件采用的是MCGS组态软件，MCGS（MonitorandControlGeneratedSystem）是由北京昆仑通态自动化软件公司开发的一套基于Windows平台，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。

MCGS能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。

MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。

组态环境是生成应用系统的工作环境，用户在组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作。

运行环境是用户应用系统的运行环境，进行各种处理，完成组态设计的目标和功能。

也就是，在组态环境中你可以根据你最终要达到的控制要求去设计，运行环境运行你设计好的组态工程。

MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成。

（1）主控窗口:

是工程的主要窗口或主框架。

在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。

主要的组态操作包括：

定义工程名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。

（2）设备窗口:

是连接和驱动外部设备的工作环境。

在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。

也就是，要在设备窗口中选择所有连接的控制器（如PLC，变频器，仪表等）的型号，并设定需要从设备中读取的变量（如PLC中的寄存器D0）。

（3）用户窗口:

本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：

生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。

也就是，设置所要显示的控制界面。

（4）实时数据库:

是工程各个部分的数据交换与处理中心。

在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。

也就是，要在实时数据库里定义一些变量与所要控制的设备中的变量一一对应，以备建立的各个用户窗口调用。

（5）运行策略:

本窗口主要完成工程运行流程的控制。

包括编写控制程序（脚本程序），选用各种功能构件。

比如，当做的监控界面有一段说明文字是根据PLC的两个输入点闭合的情况分别显示不同的内容，这就要在运行策略窗口做一个if....then判断。

MCGS软件的分类：

包括嵌入版组态软件、通用版组态软件、网络版组态软件。

本设计中选用的是通用版组态软件，通用版属于监控系统中层的组态软件，主要完成通用工作站的数据采集和加工、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出等日常性监控事务，系统稳定可靠，能方便的代替大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控和报警处理，随时或定时的打印各种报表。

步进式加热炉控制系统的监控显示画面如下：

1.参数显示、报警画面

包括预热段、加热段、均热段三段温度的上下线报警和压力上下线报警及报警描述。

图4-1温度报警及数据显示画面

图4-2炉压报警及数据显示画面

2.实时趋势画面

对加热炉的各段炉温以及炉膛压力进行实时监视。

图4-3温度和炉膛压力实时趋势画面

3.历史趋势画面

加热炉各段炉温及炉膛压力是在运行的当前时刻存盘，对温度和压力的变化保持记忆,随时可任选显示开始运行后任一时间段的温度和压力的变化趋势曲线。

图4-4温度和炉膛压力历史趋势画面

4.工艺流程监控画面

包括炉内加热炉的工艺流程、燃料总管和空气总管的调节、炉膛三段温度调节及显示画面、炉膛压力调节及显示画面、温度和压力报警和数据显示及实时曲线与历史曲线显示画面等。

图4-5加热炉生产过程监视画面

5．系统流程图

（1）主程序流程图

图4-6步进式加热炉控制主程序流程图

（2）燃料与空气比值控制系统

图4-7燃料与空气比值控制子程序流程图

在步进式加热炉的生产工艺中,加热炉的空燃比值燃烧控制是一个相当重要的部分,既要保证加热炉的各段温度达到一定数值,以满足加热钢坯的需要,又要考虑燃料的经济成本。

所以空燃比值燃烧控制中采用双闭环比值控制系统,使燃烧更加完善,燃烧质量大幅度提高,大大降低了轧钢的生产成本,减少了废气污染,为生产高效奠定了可靠的基础。

（3）温度控制系统

图4-8温度控制系统子程序流程图

温度控制是自动控制经常讨论的课题之一，它代表了一类自动控制的方法。

而且温度控制在我国电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛，可以说在生产生活中无处不在，例如加热炉、电冰箱等等。

由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，所以温度控制带来的时滞效应难题始终困扰着实际应用，使得它对控制调节器要求极高。

目前，仍有相当部分工业、企业在步进式加热炉加热钢坯过程中存在着控制精度不高，炉内各段温度均匀性差等问题，达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产品品质低下，严重影响企业经济效益，急需进行技术改造。

随着科学技术的高速发展，温度控制技术得到了很大的进步，其应用的领域也不断的扩大。

步进式加热炉温度控制系统的设计是个传统的课题，温度控制在工业生产、科研活动中是个很重要的环节，能否将温度控制在所需要的范围内关系到整个步进式加热