《《环形加热炉的温度控制系统》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《环形加热炉的温度控制系统》-公开DOC·毕业论文（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要III AbstractIV第一章 引言11.1 冶金行业中常见的加热炉11.2 环形加热炉的现状11.3 加热炉的结构及工作方式2第二章 环形加热炉的工艺42.1 工艺特点及流程42.1.1 工艺特点42.1.2 工艺流程42.1.2.1炉子辅助设备42.1.2.2仪控系统组成52.2 加热炉总体设计要求52.2.1 工业控制系统设计的原则52.2.2 环形加热炉控制系统设计的总体要求6第三章 加热炉温度控制系统的控制策略83.1 炉温的控制系统83.1.1 炉温控制基本原理83.1.2 炉温控制系统93.1.3 引起炉温波动的因素93.1.4 炉温控制系统的改进措施103.2 燃烧控制
2、系统113.2.1 双交叉限幅控制113.2.2 空燃比控制163.2.3 燃料流量的控制163.3 检测元件的选择173.3.1 温度检测元件173.3.2 流量检测元件183.4 执行器的选择193.4.1 执行机构的选择193.4.2 调节机构的选择203.5 PLC的选择233.6 通信协议的选择24第四章 环形加热炉温度控制系统的软件设计264.1 编程软件step7简介264.1.1 梯形图编程语言简介264.1.2 梯形图控制语言编程的步骤及实现的功能274.2 系统流程274.2.1 主程序流程274.2.2 温度控制子程序程序流程284.2.3 燃烧控制子程序程序流程294.
3、3 软件设计304.3.1 I/O端口分配304.3.2 程序结构314.4 系统调试31第五章 系统监控组态软件的设计325.1 组态王简介325.1.1 组态王简介325.1.2 组态王的使用325.2 组态画面的介绍335.2.1 运行窗口335.2.2 实时曲线窗口335.2.3 历史曲线窗口355.2.4 报警窗口375.2.5 PID参数设置窗口38第六章 总结39参考文献40精品基于PLC的环形加热炉温度控制系统设计摘要环形加热炉是无缝钢管生产的第一环节，其加热质量直接影响到钢管的质量，其能耗和氧化烧结直接影响钢管的成本。因此，保证环形加热炉的最佳生产状况和炉温自动控制是关键。为
4、了提高环形加热炉产品的质量，本文研究主要是从工业控制的角度出发，对环形加热炉加热的温度控制系统作了研究和探讨。本文通过了解整个环形加热炉的生产工艺及影响因素，首先在介绍加热炉工艺流程以及加热炉自动控制系统的控制要求的基础上，着重介绍了环形加热炉的炉温控制和燃烧控制的实际应用设计，然后，对控制系统中所使用的硬件及编程软件的功能和特点做了详细描述，对控制系统软硬件平台上所进行的监控和编程工作进行了具体设计。本设计下位机采用PLC进行控制，上位机采用组态王软件进行监控画面显示，实现了加热炉温度和燃烧流量的自动控制功能。最终可以达到加热炉安全、经济、高效的运行。关键词：环形加热炉；PLC；炉温控制；燃
5、烧控制PLC-based annular furnace temperature control system designAbstractAnnular heating furnace is the first link in the production of seamless steel tubes, the heat directly affects the quality of the steel, and its energy consumption and oxidation of sintered direct impact on steel costs. Therefore,
6、 to ensure optimum production conditions of the annular furnace and the temperature automatic control are the keys. To improve the quality of the product ring furnace, this paper mainly from the perspective of industrial controls, heating the ring furnace temperature control system were studied and
7、discussed.By understanding the annular furnace production process and influencing factors, the first, based on the requirements of introduction the heating process and control of furnace automatic control system, focusing on the practical application of the ring furnace temperature control and combu
8、stion control design，and then, The control system used in the hardware and programming software functions and features described in detail, as well as in the control system by hardware and software platform simulation and programming of the specific design work. Next-bit machine uses the software of
9、 PLC to program the software, the host computer uses the software of Kingview to monitor and display screen, which realizes the automatic control function of the temperature and flow of the furnace. Finally it achieves the heating furnace operating safely, economically, and highly effective. Key wor
10、ds: The Annular Furnace ;PLC; Temperature Control; Burning Control朗读显示对应的拉丁字符的拼音第一章 引言钢铁行业作为关系国计民生的基础性行业，具有较高的产业关联度。钢铁工业是一个原材料的生产和加工部门，处于产业链的中间位置，它的发展与国家的基础建设以及工业发展的速度关联性很强。1.1 冶金行业中常见的加热炉在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉
11、。连续加热炉包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉,但习惯上常指推钢式炉。连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。1.2 环形加热炉的现状目前,世界上所有现代化钢管厂的管坯加热炉几乎全部采用环形加热炉,这是由其自身一系列优点所决定。环形炉最适合加热圆管坯,并且能适用多种料坯规格(直径和长度)的加热要求,灵活调整加热制度,满足加热工艺要求。管坯在炉底间隔放置,料坯三面受热,
12、加热时间短,加热温度均匀,加热质量好。炉内管坯可以出空也可以留出不装料的空炉底段,便于更换管坯规格,操作调度灵活。环形炉的机械运行可靠,操作自动化程度高,热工控制方便、灵活。但是,环形炉也有其自身的缺点:如占地面积较大、炉底面积利用率低、单位炉底面积的产量较低,但这并不影响环形炉的技术发展。现在环形炉的发展日趋大型化,如意大利DALMING厂的环形炉中径46m;阿根廷ALGOMA厂的环形炉中径36m;上海宝钢环形炉中径35m;天津钢管公司环形炉的中径达到48m,造价近一亿元人民币。由意大利PIANTI公司设计建造的环形炉采用了许多当今世界先进工艺、控制技术。通过几年的生产实践证明,该炉无论在炉
13、温调节控制、管坯加热质量、能源消耗、烟尘排放等各方面均处于世界先进水平。环形加热炉是无缝钢管热轧生产线上的重要热工设备,其加热质量直接影响钢管的质量,其能耗和氧化烧结直接影响钢管的成本,其设备状况及操作水平直接影响钢管的产量。因此,保证环形加热炉的最佳生产状况是无缝钢管生产的关键,而加热炉炉温自动控制也就成为了重中之重。2000年以前，国内冶金企业加热炉大多采用重油和直接燃煤加热炉，只有少部分的企业采用燃气加热炉。对于重油加热炉，在控制上，虽然可以采用先进的控制技术，但由于重油中杂质太多，其流量监测系统寿命短，测量精度很难保证，在实际运行中，大多采用手动为主的燃烧方式。随着石油炼制技术水平的不
14、断提高，重油质量不断下降，但价格却不断上升。冶金企业为了提高钢材质量，降低能源成本，于2000年前后，许多企业将燃油加热炉逐渐改成了然热脏发射炉煤气。煤气发生炉的原料为块煤，因重油与煤的单价相差很大，故通过油改气改造，企业可节约能源运行成本30%40%。但因热脏发生炉煤气热值低、压力低，升降温度速度慢，较难满足高产的要求。对于热脏煤气发生炉煤气，由于其单台炉煤气产量低，一般采用在加热炉附近建几台共同供气，这种煤气发生路产气量很难精确控制且产气量低、污染大，中间又无储气罐，所以一般用人工方式进行操作。采用冷煤气作为燃料，一方面可以减少污染，另一方面可以将先进的控制技术应用到生产中去，并可降低燃料
15、成本、减少原材料的氧化烧损。1.3 加热炉的结构及工作方式按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现快速加热。均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段，依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式，以至五段式、六段式等。5060年代，由于轧机能力加大，而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长，所以开始在进料端增加供热带，取消不供热的预热段，以提高单位炉底面积的生产率。用这种炉子加热板坯，炉底的单位面积产量达9001000公斤（米2时），热耗约为(0.50.65)106千卡吨。70年代以来，由于节能需要，又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度，所以又增设不供热的预热段,最佳的炉底单位面积产量在600650公斤/(米2时),热耗约为(0.30.5)106千卡/吨。 连续加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤，有的烧块煤。为了有效地利用废气热量，在烟道内安装预热空气和煤气的换热器，或安装余热锅
