加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。建立一个实用性的加热炉运动设备模型对钢坯生产的预测和模拟研究具有一定的实际意义。本文以步进式加热炉整套运动设备为背景,对步进式加热炉进行了建模和控制仿真的研究。首先,分析了步进式加热炉的动力机械机构,建立了液压装置和电动机装置的数学模型,为下文建立加热炉运动设备模型奠定了基础。其次,介绍了步进式加热炉的工艺过程,确定了加热炉运动设备的主要结构,利用液压装置和电动机装置的数学模型建立了入炉辊道、装料炉门、装钢机、步进梁、出钢机、出料炉门及出炉辊道的模型,然后利用MATLAB仿真来验证部分模型的准确性。再次,文章对加热炉群的优化调度问题进行了分析、研究,建立了加热炉群优化调度的数学模型。针对该数学模型建立了遗传分散搜索算法来求目标函数的最小值,用Matlab程序实现该遗传算法,并用相关数据进行了运算仿真。通过实验验证了该数学模型和算法的正确性,取得了炉群优化调度的满意结果。最后,基于西门子系列的PLC、WinCC和触摸屏建立了加热炉运动设备控制的仿真模拟平台。以S7-200PLC作为模型载体,通过触摸屏Smart700进行人机交互,设定可修改参数以便适应不同加热炉运动设备的需求。模型参数可以在触摸屏上查看和修改,能够较好的实现加热炉运动设备的模拟运行。在S7-400PLC中编写对整个运动设备的控制程序,定义相关通讯表后,触摸屏、S7-200PLC、S7-400PLC和上位机能够实时通讯,对整个加热炉的运动系统就可以实现控制过程的仿真模拟,为进一步研究加热炉运动控制技术提供研究平台。