焦炉加热燃烧系统是整个焦炉炼焦过程的核心,具有非线性、大滞后、大惯性的特点。生产过程中焦炉温度是否稳定直接影响着焦炭质量的优劣和炉体寿命的长短。而建立起精确地加热模型,优化焦炉加热燃烧过程的控制,是提高焦炭质量、降低焦炉能耗的重要手段。本文从焦炉加热燃烧工艺流程出发,分析出影响焦炉温度的主要因素是煤气流量,并直接利用现场生产数据,采用最小二乘支持向量机算法辨识出焦炉加热温度模型。考虑到现场生产过程中,煤气主管压力和立火道温度易受干扰而发生波动,设计了基于最小二乘支持向量机的预测控制器。为了提高焦炉的热效率,提出了根据煤气热值设定空燃比的空气-煤气双闭环比值控制,并将该比值控制与焦炉温度控制相结合。利用MATLAB进行了系统仿真,仿真结果表明基于温度模型的预测控制器的控制效果明显优于传统PID控制器,具有超调量小、响应速度快以及抗干扰能力强等特点。最后,将上述控制方法应用在西门子PLC中,并详细介绍了整个组态实现过程。通过系统运行前后的现场温度曲线对比发现,该控制方案可以稳定控制炉温。