炼焦工业作为钢铁工业的一个重要的组成部分近年来发展非常迅速,我国的焦炭的生产与出口量已经是世界第一。在能源日趋紧张和环保意识日渐增强的今天,如何提高我国焦化产品的质量,是一项迫切而重要的任务。焦炉立火道温度的稳定是焦炉加热控制过程的关键和焦点,它直接影响到焦化的质量和产量。焦炉是一个复杂的工业被控对象,目前还没有一个精确的数学模型,常规的PID算法的控制效果不是很好。本文从焦炉的发展及其炼焦工艺出发,针对焦炉加热过程中存在的问题,以山东东昌东阿焦化厂的3#焦炉为对象,设计了焦炉加热控制系统的总体方案。焦炉加热控制系统由炉温控制系统和吸力控制系统两个独立的子系统构成。根据立火道温度的特点和控制要求,为了达到良好的控制效果,文中提出使用串级控制方案。在此方案中,作为主回路变量的立火道温度采用GPC算法控制,并且作为副回路变量的煤气流量,采用PID算法控制,实现了系统的优化控制。并从动、静态特性、鲁棒性和抗干扰性等方面与传统的PID控制算法仿真作对比,同时对GPC-PID算法进行了仿真,实验成果表明该算法在焦炉加热控制中能得到杰出的成效。在文章的最后,详细讲述了焦炉加热串级控制系统如何在北京和利时DCS系统中的实现。实践表明,系统投运后,炉温波动较小,燃烧效率高,所使用的方案的期望的性能要求已经完成。