過程控制課程設計--鋼坯加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計

1、<p>　　過程控制課程設計說明書</p><p>　　題 目：鋼坯加熱爐溫度控制系統(tǒng)</p><p><b>　　學生姓名： </b></p><p>　　學 號：1167112140</p><p>　　專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器</p><p>　　班 級：20

2、11-1</p><p><b>　　指導教師： </b></p><p>　　2014 年 09 月 10 日</p><p>　　鋼坯加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　加熱爐是制造型行業(yè)中的一個重要設備，其作用是把原料

3、加熱到某一溫度， 進而確保下道工序的順利進行。同樣冶金行業(yè)中加熱爐是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中重要的熱工設備。其加熱目的有兩點:一提高鋼的塑性,加熱溫度越高，鋼的可塑性越好，反之加熱溫度越低，可塑性越差，那么加工所消耗的能量越大，軋機的磨損也相應變快，而且溫度過低還容易引發(fā)斷輥事故。二是使鋼的內(nèi)外部溫度均勻，否則鋼坯通過軋軌時容易產(chǎn)生有質(zhì)量缺陷的廢品。當板坯內(nèi)外部有溫差存在時，其內(nèi)部將會產(chǎn)生應力，于是通過加熱爐的均熱后使斷面上的溫差縮小這樣就在很大程度

4、上減少了次品的產(chǎn)生。當然如果加熱溫度過高也是不可以的，這樣會發(fā)生板坯過熱、過燒，軋制時也要造成廢品。因此加熱爐的溫度控制起著至關(guān)重要的作用，直接關(guān)系到產(chǎn)量、能源等問題。</p><p>　　以前加熱爐的控制多數(shù)采用老式的人工控制 ，需要操作人員完全手動控制燃料閥的開度。這樣一來，流量控制的精度極差，操作的及時性也大大降低。加熱爐的燃燒過程是受隨機因素干擾的，具有大慣性、純滯后的特點。對于這種復雜的控制對象，即使是

5、經(jīng)驗豐富的操作人員，也很難全面考慮各種因素的影響，準確地控制燃燒過程，造成爐溫經(jīng)常偏高或偏低，這些都嚴重影響了加熱爐加熱質(zhì)量和燃耗，甚至影響正常生產(chǎn)。在引入了過程控制系統(tǒng)之后，這一情況得到了大大的改善。</p><p>　　加熱爐的生產(chǎn)任務是按軋機的軋制節(jié)奏將鋼材加熱到工藝要求的溫度水平和加熱質(zhì)量，其性能直接影響到加熱爐的能耗和最終鋼材產(chǎn)品質(zhì)量鋼坯成材率、軋機設備壽命以及整個主軋線的有效作業(yè)率。鋼坯的出爐溫度要求

6、在1150～1 250℃，靠操作工人調(diào)節(jié)閥門來控制爐溫的效果很差，粘鋼和硬斷軋輥的事故時有發(fā)生，而且能源消耗特別大，所以關(guān)于加熱爐自動控制的研究一直備受關(guān)注與重視。</p><p>　　關(guān)鍵字：過程控制、溫度控制、加熱爐</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　鋼坯加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計I</p><

7、p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　第一章 引言1</b></p><p>　　1.1 加熱爐一般功能結(jié)構(gòu)1</p><p>　　第二章 加熱爐溫度控制系統(tǒng)5</p><p>　　2.1串級系統(tǒng)控制概述5</p><p>　　2.2溫度

8、控制系統(tǒng)概述5</p><p>　　2.3爐溫控制方案6</p><p>　　2.4調(diào)節(jié)器正反作用的確定8</p><p>　　2.4.1副調(diào)節(jié)器作用方式的確定8</p><p>　　2.4.2主調(diào)節(jié)器作用方式的確定9</p><p>　　第三章 儀器選型10</p><p>　　3

9、.1溫度傳感器的選擇10</p><p>　　3.2流量變送器的選擇10</p><p>　　3.3執(zhí)行器的選擇11</p><p>　　3.4調(diào)節(jié)器的選擇11</p><p>　　3.5 流量孔板的選擇13</p><p><b>　　第四章 總結(jié)14</b></p>

10、<p><b>　　附錄15</b></p><p><b>　　參考文獻16</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　加熱爐直接影響板坯加熱質(zhì)量、燃料消耗、生產(chǎn)節(jié)奏等。鋼坯加熱溫度是否合格將直接關(guān)系到鋼材產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。然而在鋼坯加熱工程中，其溫度

11、是不能在線連續(xù)測溫的，這也就告訴我們不能采用傳統(tǒng)的回路控制策略實現(xiàn)鋼坯溫度的控制。由于鋼坯加熱過程呈現(xiàn)非線性、強耦合、高階和時變等復雜特征，鋼坯出爐溫度與多項工藝參數(shù)有關(guān)，外加不可測擾動存在，因此鋼坯升溫過程與各個工藝參數(shù)之間關(guān)系的精確數(shù)學模型很難建立。當然問題總有解決的辦法，由于爐內(nèi)氣氛的溫度與鋼坯溫度具有一定的函數(shù)關(guān)系，因此可采用控制爐內(nèi)氣氛溫度的方法來間接控制鋼坯溫度。</p><p>　　1.1 加熱爐一

12、般功能結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)加熱爐的熱制度，可以將加熱爐分為三種：一段式加熱爐、二段式加熱爐和三段式加熱爐，其中，應用到鋼鐵企業(yè)的加熱爐一般為后兩種，鋼坯在爐內(nèi)的運動形式一般為步進式或推鋼式，下面圍繞幾種形式簡要介紹一下。（1）兩段式加熱爐</p><p>　　沿路長分為加熱段和預熱段兩部分，按加熱方式又可分為“單面加熱”和“雙面加熱”兩種爐型。一般當坯料厚度大于100mm是采用

13、雙面加熱。在兩段式加熱爐的加熱過程中，為保證產(chǎn)量通常加大加熱段爐溫設定點，這就使出爐鋼坯表面和中心存在較大的溫差，嚴重時影響正常軋制。所以，兩段式加熱爐在實際使用中產(chǎn)量受到一定限制。（2）三段式加熱爐</p><p>　　目前鋼鐵企業(yè)各軋鋼廠加熱爐普遍使用的一種爐型。它分為預熱段、加熱段和均熱段，相對于兩段式加熱爐它增加了均熱段。該類型加熱爐加熱段爐溫一般比兩段式高出50——100℃，在進入均熱段式鋼坯表面溫度

14、已達到或高出出鋼溫度，在均熱段鋼坯斷面溫度逐步均勻，并在一定程度上消除“黑印”。三段式加熱爐非常有利于軋機產(chǎn)量的提高。</p><p><b>　?。?）推鋼式加熱爐</b></p><p>　　將鋼坯用推鋼機從爐尾推入加熱爐內(nèi)，靠推力使鋼坯在爐內(nèi)移動的一種加熱爐。推鋼式加熱爐具有爐內(nèi)鋼坯排列緊密、生產(chǎn)率高的特點，但他對加熱控制要求較嚴格，對操作工人的經(jīng)驗要求較高，容

15、易出現(xiàn)“過燒”、“粘鋼”等現(xiàn)象。由于推鋼式連續(xù)加熱爐的長度受到推鋼比的限制，以及鋼坯、加熱質(zhì)量的要求，發(fā)展了機械化爐底的連續(xù)加熱爐，其中步進式爐是主要爐型。目前，大型熱帶鋼連軋機幾乎都采用步進式爐，就是中小軋機也有不少采用這種爐型的。（4）步進式加熱爐</p><p>　　依靠步進梁的順序、往復運動使被加熱鋼坯從爐尾移動到出料端，中間經(jīng)過各加熱段，最終是鋼坯達到規(guī)定的溫度后出爐。由于鋼坯在加熱爐內(nèi)前、后、上、下

16、均勻受熱，所以加熱效果良好。加熱后，鋼坯斷面受熱均勻，鋼坯表面不產(chǎn)生“黑印”、不“粘鋼”，工人操作方便，所以目前加熱爐內(nèi)鋼坯的運動形式大部分采用“步進式”。寶鋼現(xiàn)采用此爐型。步進式加熱爐與推鋼式加熱爐相比，其基本的特征是鋼坯在爐底上的移動靠爐底可動的步進梁作矩形軌跡的往復運動，把放置在固定梁上的鋼坯一步一步地有進料端送到出料端。</p><p>　　圖1.1 三段步進式加熱爐結(jié)構(gòu)簡圖</p>&l

17、t;p>　　1.2步進式加熱爐的發(fā)展</p><p>　　鋼坯加熱爐是用來將初軋鋼坯或者連鑄鋼坯軋制成最終產(chǎn)品而對鋼坯進行再加熱的生產(chǎn)設備。按照加熱方式的不同可以分為周期式和連續(xù)式兩種 ，其中連續(xù)式加熱爐在目前的軋制生產(chǎn)中的應用最為廣泛。周期式加熱爐是指鋼坯在爐內(nèi)固定不動進行加熱的爐子，它不適用于大量生產(chǎn)的情況，通常情況下只應用于某些連續(xù)加熱爐不能處理的特殊材質(zhì)和極厚、單重特別大的特殊尺寸的鋼坯加熱。連續(xù)式

18、加熱爐是指形狀基本一致的鋼坯，在加熱爐內(nèi)不斷的移動，從加熱爐入口一直移動到其出口處，并且在此過程中對鋼坯進行加熱的加熱爐。</p><p>　　隨著國際鋼鐵需求量的增加，軋機向著高效率和大能力發(fā)展，相應地要求板坯加熱爐提高其爐床負荷，在有限的空間增加加熱能力。因此，連續(xù)式加熱爐由一段式向多段式發(fā)展，進而出現(xiàn)了步進式。這也是最近應用最為廣泛的加熱爐，它與以前經(jīng)常使用的推送式加熱爐相比有如下一些優(yōu)點 :</p&

19、gt;<p>　　(1)可以加熱各種尺寸、形狀的鋼坯，，特別適合推鋼式爐不便加熱的大板坯和異型坯。</p><p>　　(2)爐子生產(chǎn)能力大，爐底強度可以達到800—1000kg/(㎡.h)，與推鋼式爐加熱等量鋼坯相比，爐子長度可以縮短10%—15%。</p><p>　　(3)爐子長度不受推鋼比的限制，不會產(chǎn)生拱鋼、粘鋼現(xiàn)象。</p><p>　　(

20、4)爐子的靈活性大，在爐長不變的情況下，通過改變鋼坯之間的距離，就可以改變爐內(nèi)坯料的數(shù)目，以適應產(chǎn)量變化的需要。而且步進周期也是可調(diào)的，加大步距即可縮短鋼坯在爐時間，從而可以適應不同鋼種加熱的要求。</p><p>　　(5)由于鋼坯不在爐底滑軌上滑動，鋼坯下表面不會有劃痕，并且鋼坯的“黑印”也少，加熱質(zhì)量好。推鋼式爐因推力振動，而造成滑軌及絕熱材料經(jīng)常損壞，需要經(jīng)常維修，而步進式爐不需要這些維修。</p&

21、gt;<p>　　(6)軋機有故障或停軋時，能將鋼坯退出爐外，以免鋼坯長期停留在爐內(nèi)造成氧化和脫碳。</p><p>　　(7)可以準確計算和控制加熱時間，便于實現(xiàn)加熱過程的自動化。</p><p>　　步進式爐的缺點是：爐子造價比推鋼式爐高15%~20%，爐子耗水量和熱耗量也高些。經(jīng)驗表明，在同樣小時產(chǎn)量情況下，步進式爐的熱耗量比推鋼式爐高167.5kJ/kg。</p

22、><p>　　1.3 步進式加熱爐工藝流程</p><p>　　在坯料進入到加熱爐后，它首先要經(jīng)過預熱段進行緩慢的升溫，預熱段溫度控制在850-950℃，然后再進入加熱段進行強化加熱使鋼坯的平均溫度達到軋制溫度，加熱段溫度在1250℃左右，最后鋼坯進入到均熱段進行均熱，使鋼坯內(nèi)外溫度趨于一致，均熱段溫度在1250-1300℃左右。燒嘴分布在加熱段、均熱段的側(cè)面爐墻的上下部，鋼坯加熱的生產(chǎn)過程如

23、下：</p><p>　　加熱爐的步進梁伸到鋼坯底部的輥道之間，步進梁上升，將鋼坯抬起一定高度，前進一段距離后停止，下降將鋼坯放到固定梁上，步進梁繼續(xù)下降脫離鋼坯，到位后再后退回到下一原位，然后重復上述動作，如此循環(huán)往復，使得鋼坯步進式前進，循環(huán)經(jīng)過加熱爐的各段，最后把加熱好的鋼坯送到出鋼端的出鋼懸臂輥道上，然后由該組輥道將其運送出爐，經(jīng)過高壓水除鱗處理后傳送到軋機進行軋制 。其工藝過程：連鑄出坯焜道—→裝料焜道

24、--→ 裝料機口--→預熱段--→加熱段--→均熱段。</p><p>　　第二章 加熱爐溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　加熱爐燃燒控制系統(tǒng)對加熱爐控制來說，占有很重要的地位。它對于坯料加熱溫度的均勻，溫度控制的準確，合理的進行燃燒，節(jié)約燃料，減少有害氣體對環(huán)境的污染，都有重要的意義。對于三段步進式加熱爐，預熱段內(nèi)不進行加熱，也不需要溫度控制。在加熱段和均熱端，在側(cè)面爐墻的上下部都設有一

25、定數(shù)量的燒嘴，各段的爐內(nèi)溫度都獨立的進行控制，調(diào)節(jié)器的輸出信號作為空燃比控制系統(tǒng)的設定值，據(jù)此來維持爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定。</p><p>　　2.1串級系統(tǒng)控制概述</p><p>　　串級控制系統(tǒng)是兩只調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中主調(diào)節(jié)器的輸出作為副調(diào)節(jié)器的輸入。該系統(tǒng)對改善和提高控制品質(zhì)是一種非常有效的控制方案。由于其結(jié)構(gòu)和單回路控制系統(tǒng)有所不同，因此與單回路控制系統(tǒng)相比有許多顯著地優(yōu)點：改善

26、對象的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；能迅速克服進入副回路的二次擾動；對負荷變化的有一定的自適應能力。</p><p>　　串級控制系統(tǒng)的適用場合如下：</p><p>　?。?）容量滯后較大的被控對象。</p><p>　　（2）純滯后時間比較長的被控對象。</p><p>　?。?）干擾動變化頻繁而且幅度大的過程。</p>

27、<p>　?。?）給定值需要根據(jù)工藝情況經(jīng)常改變時。</p><p>　　（5）被控對象的特性為非線性，同時負荷變化又很大的場合。</p><p>　　串級控制系統(tǒng)中，由于引入了副回路，不僅能迅速克服作用于副回路內(nèi)的干擾，也能加速克服主回路的干擾。副回路具有先調(diào)﹑粗調(diào)﹑快調(diào)的特點；主回路具有后調(diào)﹑細調(diào)﹑慢調(diào)的特點，對副回路沒有完全克服的干擾影響能徹底加以消除。由于主副回路相互配合

28、﹑相互補充，使得控制質(zhì)量顯著提高。本設計采用此系統(tǒng)進行溫度控制。</p><p>　　2.2溫度控制系統(tǒng)概述</p><p>　　本設計采用串級控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點是兩個閉環(huán)組成組成，分別稱作主副回路，變送器調(diào)節(jié)器各兩個，前一個調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個調(diào)節(jié)器的設定，后一個調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。加熱爐溫度串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖2.1所示，其中被控變量：爐膛溫度；操縱變量：燃料流量。<

29、;/p><p>　　圖2.1加熱爐溫度串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.3爐溫控制方案 </p><p>　　整體設計思路是采用串級控制，但副回路中要包含的控制對象是空氣與燃料兩種，至于二者以什么樣的比例進行配比燃燒就需要介入比值控制，空燃比由比值K設定。該方案如圖2.2所示。</p><p><b>　　其中： <

30、/b></p><p>　　TC爐溫調(diào)節(jié)器是串級控制系統(tǒng)的主調(diào)節(jié)器；</p><p>　　FC204天然氣流量調(diào)節(jié)器；</p><p>　　FC202空氣流量調(diào)節(jié)器。</p><p>　　圖2.2 加熱爐爐溫控制</p><p>　　該方案雖然在一定程度上實現(xiàn)了對爐溫的控制，但細分析還是存在弊端的，因為燃料和空

31、氣是同時發(fā)生變化的，這樣一來當溫度發(fā)生變化時會存氧氣供應量不足燃燒不充分現(xiàn)象，勢必造成對燃料的浪費及黑煙的污染。所以對此要進行改進，現(xiàn)我們采用帶有邏輯關(guān)系的比值控制系統(tǒng)，通過加入高低選擇器HS和LS完成邏輯提降量。如圖2.3所示為串級和比值控制系統(tǒng)的組合，爐膛溫度和燃料流量組成串級控制系統(tǒng)，燃料流量和空氣流量組成比值控制系統(tǒng)。當爐溫偏高時，可通過低選器LS先降天然氣量，后降空氣量；而當爐溫偏低時，可通過高選器HS先提空氣量，后提天然氣量

32、，這就確保了在提量和降量時天然氣都能充分燃燒。當爐溫處于正常值時，系統(tǒng)穩(wěn)定，高低選失效。</p><p>　　圖2.3燃燒改進方案</p><p>　　2.4調(diào)節(jié)器正反作用的確定</p><p>　　系統(tǒng)投運前必須確定其正反作用，使閉合回路里進行的是負反饋，串級由兩個單回路組成，為保證二者都是負反饋方式，就要保證組成該系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、被控對象

33、）的極性相乘為正。確定順序一般是：先確定調(diào)節(jié)閥的氣開還是氣關(guān)；然后按被控對象特性確定其正反作用；最后根據(jù)各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)相乘為正原則確定調(diào)節(jié)器正方作用方式。變送器的靜態(tài)放大系數(shù)一般為正。</p><p>　　2.4.1副調(diào)節(jié)器作用方式的確定</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)工藝安全等原則，燃料調(diào)節(jié)閥選用氣開式，這樣保證當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時調(diào)節(jié)閥處于全關(guān)狀態(tài)，防止燃料進入加熱爐，確保設備安全，即調(diào)

34、節(jié)閥Kv＞0。然后確定副被被控對象K02，當調(diào)節(jié)閥開度增大，燃料量增大，爐膛溫度上升，所以K02＞0。最后確定副調(diào)節(jié)器，為保證副回路是負反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必須為正，所以副調(diào)節(jié)器要大于零，則負調(diào)節(jié)器作用方式為反作用方式。</p><p>　　2.4.2主調(diào)節(jié)器作用方式的確定</p><p>　　主環(huán)內(nèi)包含主調(diào)節(jié)器、副回路、主對象和主變送器。由于副回路是隨動控制系統(tǒng)，所以其放大倍數(shù)為“+

35、”，因此主調(diào)節(jié)器的正反作用只取決于主對象的放大倍數(shù)的符號。主對象的輸入信號是幅參數(shù)燃料流量，輸出信號是主被控參數(shù)爐膛溫度，前者增大時后者升高，所以主對象K01＞0。為保證各環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必須為正，所以主調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)K1＞0，其作用方式為反作用。</p><p><b>　　第三章 儀器選型</b></p><p>　　通過查閱書籍以及網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，各儀器儀表

36、選型如下：</p><p>　　3.1溫度傳感器的選擇</p><p>　　熱電偶是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢變化的溫度檢測元件，在工業(yè)上非常常用，尤其在高溫領(lǐng)域的測量。其優(yōu)點：測量精度高、測量范圍廣、構(gòu)造簡單、使用方便等。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。由工藝可知，加熱爐溫度一般在1150～1250℃之間。所以當溫度在 0℃ 至

37、1300 ℃ 時應選用鉑銠10—鉑熱電偶（S型）。</p><p>　　3.2流量變送器的選擇</p><p>　　氣體流量變送器是用來計量氣體流量的，它是安裝在一些管道中記錄流過的氣體總量的一類儀表。在化工、冶金等工業(yè)部門當中是屬于比較常見的一種測量儀表。本設計采用智能氣體渦輪流量計，如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 智能氣體渦輪流量計</p&

38、gt;<p><b>　　產(chǎn)品特點：</b></p><p>　　（1）采用新型傳感器，始動流量低、壓力損失小、抗振與抗脈動流性能好，不易腐蝕、可靠性好、使用壽命長。</p><p>　　?（2）采用新型微處理器與高性能的集成芯片，運算精度高，整機功能強大，性能優(yōu)越。</p><p>　　?（3）采用先進的微功耗高新技術(shù)，整機功耗

39、低。既能用內(nèi)電池長期供電運行，又可由外電源供電運行。</p><p>　　?（4）按流量頻率信號，可將儀表系數(shù)分八段自動進行線性修正，可根據(jù)用戶需要提高儀表的計算精度。</p><p>　　?（5）采用EEPROM數(shù)據(jù)存貯技術(shù)，具備歷史數(shù)據(jù)的存貯與查詢功能，三種歷史數(shù)據(jù)記錄方式可供用戶選擇。</p><p>　　?（6）流量計表頭可180°旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡

40、單方便。</p><p>　　?高精確度，一般可達±1.5％R、±1.0％R。</p><p>　　?（7）重復性好，短期重復性可達0.05％~0.2％，正是由于具有良好的重復性，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計。</p><p>　　?（8） 可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量，能進行自動跟蹤補償，并顯示標準狀態(tài)下（Pn=101.325Kpa，Tn

41、=293.15K）的氣體流量；可實時查詢溫度、壓力、時間、日期等數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3.3執(zhí)行器的選擇</b></p><p>　　執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。按所用能源形式的不同，執(zhí)行器可分為氣動、電動、液動三大類。</p><p>　　本設計主要采用氣動執(zhí)行器，為了安全考慮，采用氣開式電磁閥，通過控制閥的開度來實現(xiàn)流量控

42、制。氣開型是當膜頭上空氣壓力增加時，閥門向增加開度方向動作，當達到輸入氣壓上限時，閥門處于全開狀態(tài)。反過來，當空氣壓力減小時，閥門向關(guān)閉方向動作，在沒有輸入空氣時，閥門全閉。氣動調(diào)節(jié)閥的氣開或氣關(guān)，通常是通過執(zhí)行機構(gòu)的正反作用和閥態(tài)結(jié)構(gòu)的不同組裝方式實現(xiàn)。氣開氣關(guān)的選擇是根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)來考慮。</p><p><b>　　3.4調(diào)節(jié)器的選擇</b></p><

43、p>　　調(diào)節(jié)器是將來自變送器的測量值與給定值進行比較，對二者產(chǎn)生的偏差進行比例、積分、微分（PID）運算，最后輸出統(tǒng)一標準信號，去控制執(zhí)行機構(gòu)的動作，以實現(xiàn)對溫度、壓力、流量、等工藝參數(shù)的自動控制。</p><p>　　針對本設計，經(jīng)過查閱資料選擇AI-518P溫控儀表 PID調(diào)節(jié)器,如圖3.2所示。 </p><p>　　圖3.2 AI-51

44、8P溫控儀表 PID調(diào)節(jié)器</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　?。?） 支持各種熱電偶、熱電阻、線性電壓、電流、電阻及輻射（紅外）溫度計等，并具備擴充輸入插座安裝特殊輸入規(guī)格，0.3級或0.2級（V7.5版）測量精度。</p><p>　?。?）模塊化輸出支持SSR電壓、線性電流（電壓）、繼電器觸點開關(guān)、可控硅無

45、觸點開關(guān)、單相、三相可控硅過零觸發(fā)、單相可控硅移相觸發(fā)輸出，控制周期0.5~120秒可調(diào)。</p><p>　?。?） 具備標準PID、AI人工智能調(diào)節(jié)APID或MPT等多種調(diào)節(jié)方式，具有自整定、自學習功能，無超調(diào)及無欠調(diào)的優(yōu)良控制特性，亦可使用位式控制（ON-OFF）功能。</p><p>　　（4 ）先進的AIBUS通訊協(xié)議：支持RS485或RS232C通訊接口，能方便組建中、小型計算

46、機控制系統(tǒng)。</p><p>　?。? ）支持上限、下限、偏差上限及偏差下限等多種報警功能，并可自由定義4個報警輸出端口，支持多個報警信號從同一位置輸出。具備上電免除報警等功能，避免上電報警誤動作。</p><p>　?。?）可將測量值（PV）或給定值（SV）變送為標準電流信號輸出，能提供14位高分辯率、0.2級輸出精度及優(yōu)于100ppm/℃溫度漂移性能的電流輸出。</p>

47、<p>　?。?）可定義參數(shù)查看及修改的權(quán)限，及允許用戶自定義密碼，量身定制最符合自己操作習慣的儀表。</p><p>　　3.5 流量孔板的選擇</p><p>　　本系統(tǒng)采用BYM—BK標準流量孔板BYM—BK。其可用于測量管道中液體、氣體、蒸汽的流量。該產(chǎn)品精度高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力等行業(yè)。其測量原理：當充滿管道的流體流經(jīng)孔板時，將產(chǎn)生局

48、部收縮，流束集中，流速增加，孔板前后產(chǎn)生靜壓差，該壓差與流量存在一定的關(guān)系，流量越大，壓差越大。</p><p>　　圖3.3 BYM—BK標準流量孔板</p><p><b>　　適用范圍</b></p><p>　　1、公稱直徑：50mm≤DN≤1200mm（超出此范圍屬非標準節(jié)流裝置）</p><p>　　2、公稱

49、壓力：PN≤16MPa</p><p>　　3、孔徑比：0.20≤β≤0.75</p><p>　　4、雷諾數(shù)范圍：當0.20≤β≤0.45時 5000≤ReD</p><p>　　當0.45≤β≤0.75時 10000≤ReD</p><p><b>　　5、精度：１級</b></p><p>

50、<b>　　第四章 總結(jié)</b></p><p>　　通過這次為期兩周的過控課程設計的訓練，讓我對學過的課程有了一個實際性的應用范例，尤其是在熱工和過控這兩門課上，儀表的選型、設計方案的篩選與確定等問題都是曾經(jīng)學過的內(nèi)容，但由于當時學的不是特別扎實，所以在設計的過程中就需要經(jīng)常翻書或是網(wǎng)上查閱，剛開始時心中對這個題目只是有一個大概的設計框架，至于細化到每一個環(huán)節(jié)甚至是像正規(guī)的論文一樣要成文于

51、書，這對我來說確實挺困難的，但一點點梳理，一塊塊去弄，幾天堅持過來還是完成下來了，當然在這個糾結(jié)的過程中真的又溫顧學習了好多東西，包括本專業(yè)上的一些知識，以及查閱資料、軟件運用方面能力的小提升。</p><p>　　在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，加熱爐內(nèi)的溫度控制直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞、加熱爐的能耗、軋機設備壽命以及整個主軋線的有效作業(yè)率，可見溫度控制不好，將給企業(yè)帶來很大的損失。為此，可靠的溫度的監(jiān)控在工業(yè)中十分必要。

52、本設計采用串級控制系統(tǒng)來控制燃料的流量以及空氣的流量，進而達到控制爐溫的目的。</p><p>　　對于這次的課設，我想大家和我遇到的共同問題就是沒有實際的現(xiàn)場工作經(jīng)驗，理論上的方案設計選擇還好解決，但是對于儀器選型，調(diào)節(jié)器、變送器和熱電偶的型號只有查詢資料對比才知道哪些型號較為適用，至于用到現(xiàn)場的工作環(huán)境當中是否真正適用，其性能的優(yōu)劣程度還不清楚。我想這就是本次設計不完善之處吧，有待日后工作中的考核與驗證。&l

53、t;/p><p>　　總之，經(jīng)過這兩周的課程設計，收獲了很多東西，重溫了學過的知識，了解了科技論文的寫作概況，認識了部分儀器儀表，我想這會為下學期的畢業(yè)設計奠定了一定有力基礎。</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　圖 4.1 鋼坯加熱爐過程控制系統(tǒng)工藝圖</p><p><b>　　參考文

54、獻</b></p><p>　　[1]李文濤. 過程控制[M] 北京：科學出版社，2012.</p><p>　　[2]施文康． 檢測技術(shù)[M ]． 北京： 機械工業(yè)出版社， 2000．</p><p>　　[3]陳永剛．寶鋼三熱軋加熱爐計算機控制技術(shù)研究 學位論文 東北大學 2008</p><p>　　[4]柴天佑，王中杰，

55、王偉. 加熱爐控制技術(shù)的回顧與展望[J]，北京:冶金自動化，1998年第5期l一4.</p><p>　　[5]林錦國. 過程控制[M]2版.南京：東南大學出版社 2006.</p><p>　　[6] 饒文濤．寶鋼1 58 0 熱軋加熱爐控制系統(tǒng) 上海寶鋼研究院設備研究所.</p><p>　　[7]李忠虎，李希勝.過程參數(shù)檢測技術(shù)及儀表. 北京：中國計量出版社