过程控制课程设计报告

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1、前言过程控制系统课程设计是测控技术与仪器专业的实践教学环节。其教学目的是：运用所学专业知识，结合工业生产实际，以仪表控制系统的工程设计为核心，是学生初步了解生产过程检测与控制系统的设计方法、设计规范和设计步骤，并通过实践设计、绘图等环节，培养学生的工程意识，掌握一定的工程设计技能，初步具备独立承接科研课题或工程设计的能力，受到一次工程师的基本训练。本次过程控制系统课程设计主题为均热炉仪表检测控制系统，要求同学们选用DDZ-III型仪表，实现均热炉温度控制。整个设计过程大概分为五部分。首先，查阅资料，整理笔记，了解均热炉的生产工艺及控制要

2、求。第二步，根据设计要求，初步设计均热炉温度检测控制系统，并绘制系统原则图。第三步，按要求通过计算选择仪表类型，并绘制系统框图。第四步，绘制系统接线图。第五，撰写设计报告。8目录1．概述41.1均热炉的结构与生产工艺41.2均热炉检测控制系统概述42.均热炉的生产工艺参数与检测控制系统分析52.1均热炉工艺参数与检测控制系统分析52.2仪表选型62.3均热炉控制系统分析72.3.1双交叉限幅燃烧控制系统72.3.2炉膛压力控制系统72.3.3换热器保护控制系统72.3.4热风超温放散控制系统72.3.5煤气压力低限报警、切断控制83.空

3、燃比控制用比值器比值系数的计算及气体流量的温差修正83.1空燃比控制用比值器比值系数的计算83.2热风流量的温度压力修正及乘除器运算系数的计算83.3煤气流量的压力修正及乘除器运算系数的计算84.结束语95.参考文献96.指导教师评语………………………………………………………………………………..1081．概述初轧是钢铁工业的一个重要环节。炼钢浇注的钢锭大部分经初轧、开坯后才能轧制成材，而钢锭必须经过均热炉按照特定的工艺曲线加热后才能送往初轧机进行轧制，它在间歇性的炼钢生产变为连续性初轧生产之间起缓冲、平衡作用。均热炉是初轧厂中钢锭加热

4、用的设备，它将冷、热钢锭加热到轧制要求的温度，并使其温度均匀。均热炉操作直接影响到钢坯的产量、质量和成本。为了充分发挥初轧机的生产能力，有必要增强对均热炉的控制。1.1均热炉的结构与生产工艺在初轧前把钢锭加热或保温一定时间，通过热扩散使钢均热炉锭内部温度均匀而适于金属塑性加工用的坑式炉。炉膛为长方体形，钢锭在炉内竖放。通常由几个炉坑组成一组,共用一套控制系统。多数使用气体燃料加热,也可用重油。　　均热炉是周期性工作的，其温度制度和供热制度随时间变化。均热炉主要用于均热脱模后的热钢锭，也可加热冷钢锭。在充分利用钢锭潜热的情况下，单位热耗可

5、为(0.05～0.07)×106千卡/吨。均热炉可分为蓄热式、换热式（有中心供热的、四角供热的和上部双侧或均热炉单侧供热的）和电均热炉（见冶金炉）。蓄热式均热炉炉坑两端有蓄热室，预热空气和煤气，缺点是来回换向、温度不均匀，影响加热质量；特别是炉坑长度受温度差容许范围的限制，不能适应大钢锭、大轧机的要求。　　上部单侧供热的换热式均热炉，烧嘴在长方形炉坑一个端墙上,火焰呈U形，均热炉烟气由供热端烧嘴下面的排烟口排出,进入换热器。如图1-1所示。图1-11.2均热炉检测控制系统概述均热炉上使用的仪表应满足下列要求：（1）自动燃烧控制用的调节器

6、，应满足间歇操作与调节功能；（2）燃料流量与空气流量的调节装置，要求在很宽的范围内都能满足要求；8（3）为了保持炉内温度稳定，要尽量减少炉内压力变化带来的影响；（4）燃料流量与空气流量天揭发的驱动速度不同，应该考虑当流量突然变化时，要防止冒黑烟；（5）流量测量的孔板设计，要考虑较宽的测量范围；（6）为保持良好的燃烧控制，可以采用废弃中含氧量的测量与控制。均热炉参数检测与控制系统如图1-2所示。它主要包括炉内温度控制、煤气空气燃料配比控制、炉内压力控制系统、换热器保护系统。图1-22.均热炉的生产工艺参数与检测控制系统分析2.1均热炉工艺

7、参数与检测控制系统分析为了满足工艺要求，必须对均热炉生产过程的参数进行控制：(1)炉温控制。按工艺要求对炉温进行控制。使被加热的钢锭达到温度值，且内外均匀。(2)燃料流量控制。根据要求控制煤气流量，并对煤气压力的变化进行修正。(3)空气流量控制。按给定的空燃比控制空气流量。当使用预热空气时，应对预热空气的温度压力进行补正。(4)空燃比控制。要求空燃比达一定值，可以保证燃料的合理燃烧和所要求的炉内气氛。(5)炉膛压力控制。保证炉膛压力稳定在正常范围内，一保证良好的热传导，降低损耗能源，同时还能减少污染和保持良好的生产环境。(6)换热器保护

8、控制。它能防止因换热器过热的烧毁事故发生。8(7)废气含氧控制。目的使燃料充分燃烧，提高燃料效力，降低能耗。给定条件及参数数据1．炉膛温度检测与控制温度量程，0～1600℃，1～5VDC,4～20mADC炉