燃烧式工业窑炉温度单回路控制系统设计(1)

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1、中北大学课程设计说明书学院：机械工程与自动化学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：焦彪彪学号：0902034220课程设计题目：燃烧式工业窑炉温度单回路控制系统设计课程设计任务书1．设计目的：（1）培养学生运用过程检测仪表与控制技术及其他相关课程的知识，结合毕业实习中学到的实践知识，独立地分析和解决实际过程控制的问题，初步具备设计一个过程控制系统的能力。（2）运用工程的方法，通过一个简单课题的设计练习，可使学生初步体验过程控制系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。（3）培养学生独立工作能

2、力和创造力；综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；（4）培养查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；（5）培养编写技术报告和编制技术资料的能力。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：经过《过程检测仪表与控制》课程的学习和生产实习后，对现场的实际过程控制策略、实际环节的控制系统有了一定的认识和了解。在此基础上，针对实践环节中的被控对象（控制装置），独立完成控制系统的设计，并通过调节系统控制参数，达到较好的控制效果。1.确定系统整体控制方案以及系统的构成方式，给出控制流

3、程图；2.现场仪表选型，编制有关仪表信息的设计文件；3.给出控制系统方框图；4.分析被控对象特性，选择控制算法；5.进行系统仿真，调节控制参数，分析系统性能；6.写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明，并对所完成的设计作出评价，对自己整个设计工作中经验教训，总结收获。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1．确定系统整体控制方案、仪表选型、系统控制流程图、选择控制算法。2．

4、撰写课程设计说明书一份（A4纸）。4．主要参考文献：11中北大学课程设计说明书[1]《过程装备控制技术及其应用》王毅主编化学工业出版社[2]《过程自动化及仪表》俞金寿主编化学工业出版社[3]《工业过程控制工程》王树青主编化学工业出版社[4]《控制仪表及装置》吴勤勤主编化学工业出版社[5]《过程控制仪表》徐春山主编冶金工业出版社[6]《过程装备成套技术设计指南工程》黄振仁主编化学工业出版社[7]《过程控制装置》张永德主编化学工业出版社[8]《化工单元过程及设备课程设计》匡国柱主编化学工业出版社[9]《化工设备

5、设计设计手册》（上、下）朱有庭主编化学工业出版社[10]《工业过程检测与控制》孟华主编化学工业出版社目录1概述………………………………………………………………………………72被控对象特性的研究……………………………………………………………72.1被控变量的选择……………………………………………………………72.2操纵变量的选择……………………………………………………………72.3被控对象的数学描述………………………………………………………73燃烧式工业窑炉温度控制原理及控制方案的确立…………………………10

6、4执行器的数学模型……………………………………………………………105检测变送器的数学模型………………………………………………………106过程检测仪表的选用……………………………………………………………116.1测温元件及温度变送器……………………………………………………116.2执行器………………………………………………………………………116.3调节器………………………………………………………………………127参数整定与实验仿真……………………………………………………………138课程设计总结………………

7、……………………………………………………169参考文献…………………………………………………………………………161.概述燃烧式工业窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备，一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。窑炉大致分为箱式、井式、梭式、网带式、回转式、窑车式、推板式隧道电阻炉、真空炉、气体保护炉、超高温管式推板炉（碳管炉）、钨钼粉焙烧炉、还原炉等各种高、中、低温工业窑炉，工作温度200～2500℃。可用于ZnO压敏电阻器、避

8、雷器阀片、结构陶瓷、纺织陶瓷、PTC&NTC热敏电阻器、电子陶瓷滤波器、片式电容、瓷介电容、厚膜电路、片式电阻、磁性材料、粉末冶金、电子粉体、稀土化工、聚焦电位器、陶瓷基板、高铝陶瓷及其金属化，触头材料、硬质合金材料、钨钼材料等的烧成。本次课程设计是要完成燃烧式工业窑炉温度定值控制系统的设计，采用的是单回路控制，单回路控制系统又称简单控制系统，是指由一个被控对象、一个检测元件及变送器、一个调节器和一个执行器所构成