2016过程装备控制技术课设说明书

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1、第一章绪论加热炉的耗能量在轧钢等生产中占据了很大的比例，大约占所有耗能总值的70%左右，是冶金行业中主要的耗能设备。此外，目前我国加热炉的热效率普遍较低，据统计，步进式加热炉的热效率只有35%。因此，如何实现加热炉的优化控制，提高加热炉的热效率，降低能耗是当前加热炉技术改造以及节能工作中具有深远意义的课题。加热炉是轧钢行业中重要的生产设备之一。加热炉的生产过程是：钢坯由炉尾装入—加热并往前运送—达到所需温度—通过出钢口出炉—沿着辊道送向轧钢机。加热炉不仅要完成加热钢坯的任务，还要保证有安全的运行环境，同时还要考虑高效率和节省燃料。当前冶金业关注的课题是如何设计出一个合理有效的

2、控制系统，该系统能在燃料质量、空气流量和控制系统负荷等因素变化时，仍能保证加热炉的炉膛压力、炉膛温度及排烟温度等参数稳定在控制范围中，并且能使加热炉处在最佳燃烧的工作状态下，以此来提高产品的质量同时节约能耗、减少加热钢坯的氧化程度、减少排出烟气对环境的污染等等。我国轧钢工业中加热炉主要有推钢式炉和步进式炉两种类型，推钢式炉有烧损大、产量低、长度短等缺陷，如果操作不当有时还会粘钢，出现各种各样的生产问题。同时板坯背面滑轨的摩擦痕迹较多，钢坯断面层的温差较大，这样的加热炉很难实现自动化管理。相比于这些，步进梁式炉所用的是专用的步进式结构，能使板坯在炉内按矩形移动，这样板坯之间可以

3、留出空隙，同时步进梁和板坯之间也不存在摩擦板，出炉的时候板坯通过专门的托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢坯断面层的温差较小、炉长不受限制、可出空炉料、产量高、生产操作灵活等特点，其生产符合高质量、多产量、低能耗、无公害、节能环保以及生产自动化的工艺要求。加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其过程控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。随着现代化技术的迅猛发展，如何采用先进的过程控制技术与设备，提高基础过程控制效果与水平，确保钢坯的加热质量、实现高效节能、减少污染是本文研究的意义所在。26本文对国内外加热炉控制技术的发展和现状进行了综述。介绍了

4、串级控制系统的构成，实现了加热炉炉温控制、流量控制、炉压控制、煤气总管和空气总管的压力控制等。实践证明，本系统运行可靠稳定，操作方便，正确调整有关参数就能达到较好的控制效果，具有推广价值。随着电子技术和计算机技术的发展，全数字直流调速技术已经逐步完善起来。近几年来，各个工业生产环节已广泛开始应用全数字直流调速装置。高智能化的数字系统使其具有常规模拟系统无法比拟的优点，全数字直流调速装置体积小、安全、易调试、易维护并且具有优良的静、动态特性。原先模拟控制系统的直/交流供电装置也被全数字化的交流逆变装置和全数字化的可控硅整流装置所替代。26第二章上机位监控界面设置2.1操作界面包

5、括的内容必须内容⑴标题栏：包括logo，名称，姓名/学号⑵切换按钮区：页面切换按钮，功能插件弹出按钮等；⑶流程区：流程动态显示，包括电机、阀门等执行元件运行状态；⑷操作区：包括设备操作按钮及指示灯等⑸PID控制区：包括手/自动切换按钮，SP给定域，PV显示域，PID参数调节等；⑹参数显示区：监控参数集中显示；⑺趋势曲线选作内容⑻报警窗口⑼通讯连接状态，人机界面与PLC连接状态（配合Step7程序）；⑽登陆界面⑾其他：如时间、退出按钮等等。2.2WinCC操作界面26图2-1WinCC操作界面（1）设置界面背景。（2）明确控制过程为“加热炉空气流量控制”根据这个题目在界面上画出

6、流程图。（3）按要求在界面上用文本域填写Logo、姓名、学号等。（4）在界面上添加界面切换按钮、功能插件弹出按钮。再对按钮属性进行设置，让按钮实现上述功能。（5）PID区的设置。用wincc中的开关量实现手动、自动的切换。（6）常规设置。如在界面上添加退出按钮，方便使用者直接在界面退出程序。26第三章硬件选型3.1系统结构该系统由传感器、变频器、控制元件构成见图3-126图3-1系统结构图3.2传感器选型3.2.1工艺参数与要求工艺操作参数如表3-1所示。表3-1温度传感器选型条件表泵出口压力流量范围电机额定电压电机功率电机转数1910KPa1-3.5m3/hAC3801.5

7、KW2900r/min3.2.2流量传感器选型原则（1）流量传感器的量程选择流量传感器按1.5倍选量程，即则26QR=1.5×Q=1.5×3.5=5.25m3/h选用测量范围：0~6m3/h（2）流量传感器的精度确定仪表测量精度的指标用仪表基本误差表示，基本误差又称固有误差，用示值相对误差和示值引用误差描述。根据工艺要求温度测量允许的示值相对误差为选择流量传感器精度为2.5%。(3)流量传感器的选型结果选择BLUXB型旋进漩涡流量计智能旋进漩涡流量计是具有国内领先水平的新型气体流量仪表该流量计及流量、温