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1、2013 级控制工程硕士研究生先进过程控制课程作业题目：热风炉智能控制系统设计学生姓名：王祯学 号：201303293 任课教师：李忠虎2014.10.25目 录1 绪论2 热风炉的结构及原理2.1 热风炉结构2.2 热风炉工作原理3 热风炉控制系统总体方案设计3.1 控制要求3.2 测控参数3.3 控制系统总体方案4 热风炉自动控制系统设计4.1 4.2 4.3 5 总结参考文献一、绪论高 炉 热 风 炉 是 给 高 炉 燃 烧 提 供 热 风 以 助 燃 的 设 备 ， 是 一 种储 热 型 热 交 换 器 。 国 内 大 部 分 高 炉 均 采 用 每 座 高 炉 带 3 至 4 台热
2、风 炉 并 联 轮 流 送 风 方 式 ， 保 证 任 何 瞬 时 都 有 一 座 热 风 炉 给 高 炉送 风 ， 而 每 座 热 风 炉 都 按 ： 燃 烧 -休 止 -送 风 -休 止 -燃 烧 的 顺 序 循环 生 产 。 当 一 座 或 多 座 热 风 炉 送 风 时 ， 另 外 的 热 风 炉 处 于 燃 烧或 休 止 状 态 。 送 风 中 的 热 风 炉 温 度 降 低 后 ， 处 于 休 止 状 态 的 热 风炉 投 入 送 风 ， 原 送 风 热 风 炉 即 停 止 送 风 并 开 始 燃 烧 、 蓄 热 直至 温 度 达 到 要 求 后 ，转 入 休 止 状 态 等 待
3、下 一 次 送 风 。热 风 炉 是 一 个 非 线 性 的 、 大 滞后 系 统 ， 影 响 热 风 炉 的 因 素 有 很 多 ， 并 且 各 种 因 素 相 互 牵 制 ， 因此 导 致它的控制过程非常复杂，很难用精确的数学模型描述。在工业生产中，传统的 DCS 系统已经不能满足 90 年代自动化过程控制系统的设计标准和要求，本控制系统中的硬件设计采用西门子公司的 SIMATIC PCS7 控制系统，它提供了一个统一的、开放的技术平台，省掉了以往为将各个系统连接在一起而必须花费大量的人力、时间进行接口编程、调试的麻烦。在此基础上，根据热风炉控制系统的工艺要求，本控制系统利用西门子公司提供
4、的编程软件进行了程序设计。二、热风炉的结构及原理1.热风炉的结构热风炉是一个为工艺过程提供热风的完成燃烧过程与传热过程的热工装置，其结构包含为燃料在其中燃烧的燃烧装置，和气流在其中进行热量交换的传热装置。对于为高炉提供热风的蓄热式热风炉而言，就必须有实现燃烧过程的燃烧室与燃烧器，以及堆放能完成传热过程的蓄热体的蓄热室；为了组织气流和实现气流过程的切换，实现气流分配的冷风室和各种进出口与阀门也是必不可少的。另外，由于高炉所需的热风具有一定的压力，为此一个能够承受压力的金属外壳也是必须的。因此，热风炉就是一个在金属外壳内砌筑耐火材料的承压容器。图 1.1如图 1.1 的热风炉，由炉衬、燃烧室、蓄热室、炉壳、炉篦子、支柱、管道及阀门等组成。燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳内，之间用隔墙隔开。2.热风炉的工作原理热风炉的工作原理为：在热风炉中煤气与空气在燃烧装置中混合燃烧而产生高温烟气，并通过传热装置将其携带的热量在其与蓄热体进行热交换的过程中传递到蓄热体中，一定能够时间之后进行切换，通入冷鼓风，在其与蓄热体的热交换过程中获得热量变成热鼓风而最后送需要的热利用置。三、热风炉控制系统总体方案设计3.1 控制要求
