加热炉装置自动控制系统设计
加热炉过程自动控制系统的设计
加热炉过程自动控制系统的设计以下是一个加热炉过程自动控制系统的设计方案，详细描述了系统的组成、工作原理及控制策略：一、系统组成：1.传感器：用于检测加热炉的温度、湿度、压力、流量等参数。
2.执行器：负责控制加热炉的加热功率、燃料供给、风量等。
3.控制器：根据传感器信号，通过计算和判断，产生相应的控制命令，控制执行器的动作。
4.人机界面：提供对加热炉过程的监控、设置和操作功能，使操作员能够方便地对加热炉进行调试和控制。
二、工作原理：1.传感器采集加热炉的各项参数，并将数据传输给控制器。
2.控制器根据传感器数据进行计算和分析，将所需的控制命令传输给执行器。
3.执行器根据控制命令控制相应设备的动作，如调节加热功率、燃料供给量、风量等。
4.执行器调整加热炉的工作状态，使其达到预定的温度、湿度、压力、流量等参数。
5.人机界面可以通过可视化界面显示加热炉的运行状态和参数，操作员可以通过界面进行参数设置和调整。
三、控制策略：1.温度控制：根据加热炉的加热需求，设置温度控制器的目标温度，并通过加热功率的控制来调节温度，使其尽量趋近目标温度。
2.湿度控制：根据加热炉的加热需求，设置湿度控制器的目标湿度，并通过蒸汽量或喷雾量的控制来调节湿度，使其尽量趋近目标湿度。
3.压力控制：根据加热炉的加热需求，设置压力控制器的目标压力，并通过调节燃料供给量和风量的控制来调节压力，使其尽量趋近目标压力。
4.流量控制：根据加热炉的加热需求，设置流量控制器的目标流量，并通过调节燃料供给量和风量的控制来调节流量，使其尽量趋近目标流量。
5.故障诊断与安全保护：系统可以检测加热炉的异常状态和故障情况，并进行相应的故障诊断和安全保护措施，如当温度超过安全范围时，自动切断燃料供给等。
电加热炉控制系统的设计
课程设计--加热炉温度串级控制系统（设计部分）
加热炉温度串级控制系统设计摘要：生产自动控制过程中 ,随着工艺要求 ,安全、经济生产不断提高的情况下 ,简单、常规的控制已不能适应现代化生产。
传统的单回路控制系统很难使系统完全抗干扰。
串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量，因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用．对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述，设计了加热炉串级控制系统，并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中．结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制，控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性．关键词：串级控制干扰主回路副回路Abstract:Automatic control of production process, with the technical requirements, security, economic production rising cases, simple, conventional control can not meet the modern production. The traditional single-loop control system is difficult to make the system completely anti-interference. Cascade control system with good anti-jamming capability, rapidity, flexibility and quality control, and therefore a complex process control industry has been widely used. Cascade co ntrol system of the characteristics and the main and sub-loop design was elaborate, designed cascade control system, furnace, and MATLA B-based incremental PID algorithm is applied in the control system. Combination of computer-based control method to achieve PID parameter tuning cascade control, control results show that the system has excellent control accuracy and stabilityKeywords:Cascade control, interference, the main circuit, the Deputy loop目录1.前言 (2)2、整体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (5)2.3方案选择 (5)3、串级控制系统的特点 (6)4. 温度控制系统的分析与设计 (7)4.1控制对象的特性 (7)4.2主回路的设计 (8)4.3副回路的选择 (8)4.4主、副调节器规律的选择 (8)4.5主、副调节器正反作用方式的确定 (8)5、控制器参数的工程整定 (10)6 、MATLAB系统仿真 (10)6.1系统仿真图 (11)6.2副回路的整定 (12)6.3主回路的整定 (14)7.设计总结 (16)【参考文献】 (16)1.前言加热炉是炼油、化工生产中的重要装置之一。
步进式加热炉自动控制系统的设计
步进炉自动控制系统的设计摘要:目前，工业控制自动化技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。
通过步进梁式加热炉系统的设计，体现了当今自动化技术的发展方向。
同时介绍了软件设计思想、脉冲燃烧控制技术的特点及其在该系统中的应用。
1导言加热炉是轧钢行业必备的热处理设备。
随着工业自动化技术的不断发展，现代轧机应配备大型化、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应满足高产、优质、低耗、节能、无污染和生产操作自动化的工艺要求，以提高产品质量，增强市场竞争力。
中国轧钢行业的加热炉有两种:推钢炉和步进梁式炉。
然而，推钢炉长度短，产量低，烧损高。
操作不当会导致生产出现问题，难以实现管理自动化。
由于推钢炉有不可克服的缺点，步进梁炉依靠一种特殊的步进机构，使钢管在炉内做直角运动，钢管之间留有间隙，钢管与步进梁之间没有摩擦。
出炉的钢管通过提升装置卸出，完全消除了滑痕。
钢管加热段温差小，加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活。
其生产符合高产、优质、低耗、节能的特点。
全连续全自动步进梁式加热炉。
这种生产线具有以下特点: ①生产能耗大大降低。
②产量大幅增加。
③生产自动化水平很高。
原加热炉的控制系统多为单回路仪表和继电器逻辑控制系统，传动系统多为模拟量控制的电源装置。
现在加热炉的控制系统都是PLC或者DCS系统，大部分还有二级过程控制系统和三级生产管理系统。
传输系统都是数字DC或交流电源设备。
本项目是某钢铁集团新建的φ180小直径无缝连续钢管生产线热处理线上的一台步进梁式加热炉。
2流程描述该系统的工艺流程图如图1所示。
图1步进梁式加热炉工艺流程图淬火炉和回火炉都是步进梁式加热炉。
装载方式:侧进侧出；炉布:单排。
活动梁和固定梁由耐热铸钢制成，顶面有齿形面，钢管直径小于141.3毫米，每个齿槽内放置一根钢管。
每隔一颗牙放一根直径153.7mm的钢管。
活动横梁升降180mm，上下90mm，节距190mm，间隔145mm。
因此，每走一步，钢管都可以旋转一个角度，使钢管受热均匀，防止炉内弯曲变形。
步进式加热炉自动控制演示系统设计
为 了更好地 帮助 自动化专业 学生对现场控 制系统结构有
更 清 晰 的 认 识 ，利 用 学 习 过 的 工 业 现 场 的 有 关 知 识 来 解 决 实
３模 型 控 制 系统 设 计
炉温和步进 梁控制是加热 炉的控制核心 问题 。为 了保证
钢 坯 在 加 热 炉 内 的 顺 利 传 递 ，满 足 对 轧 钢 机 的供 应 量 ，本 次 采 用 西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ完 成 对 下 位 加 热 炉 模 拟 装置 的 控 制 ，并 通 过 Ｍ Ｃ Ｇ Ｓ实 现对 模 型 的 上位 监 测 。 ３ ． １下 位 控 制 系 统 根 据 模 拟 装 置 控 制 点 的要 求 ，本 次 控 制 系 统 选 用 西 门 子 Ｐ Ｌ Ｃ中 Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ４控 制 器 和 Ｅ Ｍ ２ ３ ５模 拟 量 模 块 。 由 于 Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ４控
摘 要 本 系统 以棒 材厂 加 热 炉控 制现 场 为背 景 ，设 计并 制作 完
成 与 实际相 结合 的 步进 式加 热炉 演示 系统 。 下位部 分采 用 西 门子
Ｐ Ｌ Ｃ来控 制 实现加 热炉 的动 作；利用 ＭＣ Ｇ Ｓ完成上 位在 线 演示 。
该 系统 为培 养 学生 实践和 创新 能 力提供 了 良好 的平 台 。
际 问题 …，本 次设计 以八钢 棒材厂加热炉 为背景，开发完成
了与 生 产 实 际紧 密 结 合 的步 进 式 加 热 炉 实 验 演 示 系 统 。学 生 不 仅 可 以更 好 地 了解封 闭加 热 炉 内部 结 构 ，还 可 以演 示加 热炉 内部 工 作情 况 。这 对 于 学生 建 立对 加 热 炉 及 复杂 工 业 生 产 过程 的 认 识 ， 自主 实 现 模拟 工 业 过 程 中检 测 和 控 制技 术 ，综 合 掌握 所 学 知 识 ， 提 高 学 生 工 程 实 践 和 创 新 能 力 具 有 很 好 的帮 制是棒材 加工过程 中的关键 步骤 。根据控制工艺， 只有对加 热炉 的燃烧 温度 以及进 出钢 顺序进行控 制 ，才能保
电阻加热炉温度控制系统设计
电阻加热炉温度控制系统设计一、温度控制系统的要求：1.稳定性：系统应能快速响应温度变化，并能在设定温度范围内保持稳定的温度。
2.精度：控制系统应具备高精度，确保炉内温度与设定温度的偏差控制在允许范围内。
3.可靠性：系统应具备高可靠性，能长时间稳定运行，并能在发生异常情况时及时报警或自动停止加热。
4.人机界面：温度控制系统应提供方便直观的人机界面，操作简单易懂。
二、温度控制系统的设计：1.传感器选择：选择合适的温度传感器进行温度检测。
常用的温度传感器有热电偶和热电阻。
根据实际需求选择合适的传感器类型和量程。
2.温度控制器选择：根据控制需求，选择适用于电阻加热炉的温度控制器。
具备温度显示功能的控制器可以直观地显示炉内温度。
还可以选择具备PID控制功能的控制器，以提高温度控制精度。
3.控制循环设计：将温度控制系统设计成闭环控制系统，以实现炉内温度的精确控制。
控制循环包括采样、比较、控制和执行四个环节。
采样环节将实际温度值与设定温度值进行比较，然后控制环节根据比较结果输出控制信号，最后执行环节根据控制信号调节电阻加热炉的加热功率。
4.温度传感器布置：将温度传感器布置在炉内合适位置，确保能够准确测量到炉内温度。
传感器的安装位置应避免热点和冷点，以避免温度不均匀。
5.控制参数调整：根据实际情况进行PID参数的调整。
通过实验或仿真等方法，逐步调整PID参数，使得系统能够快速响应温度变化、准确跟踪设定温度，并保持稳定的温度输出。
6.报警和保护设计：设计温度控制系统时，应考虑到电阻加热炉的过热或温度异常等情况，并设置相应的报警和保护功能。
当温度超过安全范围时，系统应及时报警，并自动停止加热。
7.人机界面设计：为了方便操作和监控，可以在温度控制系统上设置触摸屏或显示屏。
通过人机界面，操作人员可以方便地设定温度、监测炉内温度，并能够实时查看温度曲线和报警信息。
总之，电阻加热炉温度控制系统的设计需要考虑到温度控制精度、稳定性、可靠性和人机界面等方面的要求。
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计一、概述电加热炉温度控制系统是一种常见的自动化控制系统。
它通过控制加热元件的加热功率来维持加热炉内的温度，从而实现对加热过程的精确控制。
本文将介绍一种基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用单片机作为控制核心，传感器检测加热炉内的温度，并将数据反馈给单片机进行处理。
通过触摸屏交互界面，用户可以设定希望维持的温度值，单片机将控制加热元件的加热功率，以实现温度的稳定控制。
2. 软件设计单片机程序主要分为三个部分：（1）传感器数据采集和处理，通过定时器进行数据的采样，然后通过计算分析实现温度值的读取。
（2）温度控制，设定一个目标温度值后，单片机通过PID算法来控制加热元件的加热功率，保持温度的稳定。
（3）交互界面的设计，实现用户与系统的交互，包括设定目标温度值和实时温度显示等。
三、系统优势相对于传统的手动控制方式，本系统具有以下优势：（1）精度高，通过PID算法，可以实现对温度的精确控制，大大提高了生产效率。
（2）舒适度高，传统的手动控制方式需要人员长时间待在生产车间，而本系统的自动化控制方式，可以让人员远离高温环境。
（3）可靠性高，系统精度高，响应迅速，可以有效减少因为控制失误带来的损失。
四、结论本系统的设计基于单片机实现电加热炉温度的精确控制。
相对于传统的手动控制方式，具有精度高、舒适度高和可靠性高等优势。
在未来的生产过程中，随着物联网的发展，本系统也可以进行联网控制，实现对设备的远程控制和监控，提高设备的效率和安全性。
加热反应炉PLC控制系统设计
学号10212408217毕业设计（论文）加热反应炉PLC控制系统的设计教学系：信息工程系指导教师：陈艳三专业班级：自动化1082班学生姓名：陶冶二〇一二年五月毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)开题报告郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
本人签名：日期：目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (3)1.1 课题背景及研究目的和意义 (3)2 PLC基本概念 (4)2.1 PLC的定义和基本组成 (4)2.2 PLC的特点及优势 (5)2.3 PLC的工作原理 (5)3 PLC控制系统设计 (7)3.1 系统工作原理 (7)3.2 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (7)3.2.1 I/O 分配表 (8)3.2.2 变量名的定义 (9)3.2.3 PLC I/O接线图 (9)3.2.4 PLC的控制流程 (10)3.3 PLC型号的选择及其简介 (11)3.3.1 数字量输入模块与输出模块 (11)3.3.2模拟量输入模块与输出模块 (12)3.4温度传感器 (12)3.4.1.热电偶 (12)3.4.2.热电阻 (13)3.5固态继电器 (14)4 软件设计 (15)4.1 STEP7编程软件简介 (15)4.1.1 STEP7概述 (15)4.1.2 STEP 7的编程功能 (15)4.1.3 STEP 7的编程语言 (15)4.1.4 STEP 7的硬件组态与诊断功能 (16)4.2 加热反应炉控制程序设计 (16)4.3 S7-300程序设计梯形图 (17)4.3.1初次上电 (17)4.3.2 启动/停止阶段 (18)4.3.3 报警程序 (19)4.4 STEP7项目的创建 (20)4.4.1使用向导创建项目 (20)4.4.2直接创建项目 (22)4.4.3硬件组态与参数设置 (23)4.5 STEP7中的编程技术 (30)4.5.1 STEP7中的块 (30)结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)摘要从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
电加热炉温度控制系统设计
电加热炉温度控制系统设计电加热炉温度控制系统设计电加热炉温度控制系统设计1. 设计的意义：在现实生活中间，好多场合需要对温度进行智能控制，平时生活中最常有的要算空调解冰箱了，他们都能依据环境及时状况，联合人为的设定，对温度进行智能控制。
工业生产中的电加热炉温度监控系统和培育基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。
2. 方案的设计：要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统, 加热炉温度检测，到设定温度后，进行保温控制. 要想达到技术要求的内容，用到的器件有：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。
此中单片机用作主控制器，控制其余器件的工作和办理数据；温度传感器用来检测环境中的及时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对照；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作状况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断电停止加热。
原理图以下列图1：图1 电加热炉温度控制系统原理图硬件选择：1. 单片机这里采纳AT89C52单片机作为控制系统的办理器。
AT89C52是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读储存器的低电压、高性能CMOS 8位微办理器。
2. 温度传感器温度传感器有好多种型号，这里我采纳DS18B20温度传感器。
数字温度传感器DS18B20拥有独到的单总线接口方式，支持多节点，使散布式温度传感器设计大为简化。
测温时无需任何外头原件，能够经过数据线直接供电，拥有超低功耗工作方式。
测温范围为-55 到+125 摄氏度，可直接将温度变换值以16 位二进制数字码的方式串行输出，所以特别合适单线多点温度丈量系统。
因为传输的是串行数据，能够不需要放大器和A/D 变换器，因此这类测温方式大大提升了各种温度测控系统的靠谱性，降低了成本，减小了体积。
3．开关器件因为单片机与电动机之间需要用开关器件连结，而且前者用弱电控制，后者由强电控制，这就特别需要注意安全问题。
于是我想到了在课本中学过的高性能安全开关器件光电耦合器。
电加热炉温度自动控制系统
电加热炉温度自动控制系统任务设计并制作一个温度自动控制系统，控制电加热炉的温度在某一温度范围。
系统的示意图如图1所示。
电加热炉顶部置入深度不一的两温度传感器，用于检测加热炉内的温度，炉内温度取其平均值；单片机通过键盘对加热炉的温度进行设定。
根据炉内温度与设定温度值的差别程度，有不同的提示信号。
炉内的温度和当前设定温度通过显示设备实时显示。
图1温度自动控制系统示意图一、要求1.基本要求(1)温度可调节范围为60C〜200C，最小设定分度为1C。
(2)温度显示功能，分辨率为0.1 C。
(3)当温度达到某一设定值并稳定后，炉内温度的波动控制在±2以内。
要求温度调控未达到和达到稳定状态，均给出声或光提示信号。
(4)当设定的调节温差为15C时，要求达到稳定状态的调节时间小于等于2分钟，稳定状态下的温度波动在±2以内。
2.发挥部分(1)当温度达到某一设定值并稳定后，、炉内温度的波动控制在±1以内。
(2)当设定的调节温差为15C时，尽量减少达到稳定状态的调节时间，并要求超调量不超过3C,稳定状态下的温度波动在±1以内。
(3)能记录并实时显示温度调节过程的曲线，显示的误差绝对值小于2C。
(4)其他。
三、说明(1)炉内温度检测采用具有温度测量功能的数字万用表(测评时自带) 。
(2)当温度达到稳定状态的提示信号出现后立即检测调控的温度值，每次检测时间延续60s，以记录温度波动的最大值。
3）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。
C3）智能窗系统一、任务对下雨等情况进行自我监测，并自动控制窗户关闭。
当室内烟雾、可燃性气体超过指标时可自动开启窗户，通风换气。
_____ i ll,［、-二、要求1.基本要求1）防盗报警功能如果有人要强行从窗户进入室内，智能窗便会用喇叭播放“捉贼啦，在*单元*号”，连续播放 5 分钟。
电加热炉温度控制系统的设计
电加热炉温度控制系统的设计1. 本文概述随着现代工业的快速发展，电加热炉在许多工业生产领域扮演着至关重要的角色。
电加热炉的温度控制系统，作为其核心部分，直接关系到生产效率和产品质量。
本文旨在设计并实现一种高效、精确的电加热炉温度控制系统，以满足现代工业生产中对温度控制精度和稳定性的高要求。
本文首先对电加热炉温度控制系统的需求进行了详细分析，明确了系统设计的目标和性能指标。
接着，本文对现有的温度控制技术进行了全面的综述，包括传统的PID控制方法以及先进的智能控制策略。
在此基础上，本文提出了一种结合PID控制和模糊逻辑控制的新型温度控制策略，以实现更优的控制效果。
本文还详细阐述了系统的硬件设计和软件实现。
在硬件设计方面，本文选择了适合的传感器、执行器和控制器，并设计了相应的电路和保护措施。
在软件实现方面，本文详细描述了控制算法的实现过程，包括数据采集、处理、控制决策和输出控制信号等环节。
本文通过实验验证了所设计温度控制系统的性能。
实验结果表明，本文提出的温度控制系统能够实现快速、准确的温度控制，且具有较好的鲁棒性和稳定性，能够满足实际工业生产的需求。
本文从理论分析到实际设计，全面探讨了一种适用于电加热炉的温度控制系统的设计方法。
通过结合传统和先进的控制技术，本文提出了一种高效、稳定的温度控制策略，为提高电加热炉的温度控制性能提供了新的思路和实践参考。
2. 电加热炉的基本原理与构造电加热炉作为一种高效、清洁且精准的热能产生设备，其工作原理基于电磁感应和电阻加热两种基本方式，而构造则包括电源系统、加热元件、温控系统、隔热保温结构以及安全防护装置等关键组成部分。
电磁感应加热：在特定类型的电加热炉中，尤其是应用于金属工件加热的场合，电磁感应加热原理占据主导地位。
这种加热方式利用高频交流电通过感应线圈产生交变磁场，当金属工件置于该磁场中时，由于电磁感应现象，会在工件内部产生涡电流（又称涡流）。
涡电流在工件内部形成闭合回路，并依据焦耳定律产生热量，即电流通过电阻时产生的热效应。
加热反应炉自动控制系统设计
1.实际系统介绍
该系统主要包括三个阶段：送料控制、加热反应炉控制、泄放控制。其要求按启动按钮后，系统运行，按停止按钮，系统停止。其压力值来自宇电智能仪表080P对实验箱的压力的实时采集。此外，该系统还有液位、压力和温度实时（历史）曲线显示、专家报表、报警界面，以供操作人员对液位、温度和压力的实时（历史）数据进行分析比较、解决实际开发过程中报表的显示和打印等问题及报警以提示操作人员发现和解决故障。
2.设计目标
按启动按钮后，系统运行；按停止按钮后，系统停止。二者信号总相反。
第一阶段：送料控制
1.检测下液面X1，炉内温度X2，炉内压力X4是否都小于给定值；
2.若是，则开启排气阀Y1和进料阀Y2；
3.当液位上升到设定值S1时，应关闭排气阀Y1和进料阀Y2;
4.延时10秒，开启氮气阀Y3，氮气进入反应炉，炉内压力上升；
3.硬件连接方法
宇电仪表接线：①、②接电源线；③、④接485转232头；⒄接地，；⒅接“Vo2”。 串口线接入上位机。宇电仪表参数整定（关于压力）：0～5V→0～300KPa；HIAL=180;OPL=0;OPH=100;DIL=0;DIH=200;
4Байду номын сангаас用组态软件进行应用软件设计
4.1 各画面设计与制作
5.当压力上升到设定值S4时，关闭氮气阀。送料过程结束。
第二阶段：加热反应炉控制
1.接通加热炉电源Y5；
2.当温度上升到设定值S2时，切断加热电源，加热过程结束。
第三阶段：泄放控制
1.延时10秒，打开排气阀Y1，使炉内压力降到给定值以下；
2.打开泄放阀Y4，当炉内溶液降到0，关闭泄放阀Y4和排气阀Y1。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。
加热炉过程自动控制系统设计
加热炉过程自动控制系统设计加热炉是冶金企业中重要的工业设备，步进式加热炉是各种工业、企业中普遍应用的炉窑。
本文以步进式加热炉为例介绍了加热炉生产过程中的控制系统设计，主要介绍了燃烧控制系统、炉膛压力控制系统、热风放散和冷风稀释控制系统。
标签：加热炉燃烧控制炉膛压力概述加热炉在轧钢生产线中广泛应用，是轧钢工艺的前部工序。
在轧钢厂的热轧生产中，必须要将轧制的钢锭或钢坯加热到一定的温度，使它具有一定的可塑性，才能进行轧制，而这一过程是在加热炉中进行的。
钢坯从入炉侧装入，经过预热、加热、均热等燃烧区域达到控制温度后，从出炉侧出炉。
影响钢质量的因素很多，其中炉膛压力和温度起着关键作用，要使产出的钢材符合要求和生产能顺利进行，所以加热炉燃烧控制和炉膛压力控制显得十分重要。
加热炉的工艺流程如图1所示。
1燃烧控制系统设计加热炉消耗的燃料能量很大，所以理想的燃烧控制将会取得明显得节能效果。
根据燃烧理论，空气过剩率与燃烧效率，节能和防止公害有很大关系，一般空气过剩率的最佳区域在1.02~1.1之间。
针对这种情况，我们采用了双交叉限幅燃烧控制系统，对剩余空气系数u做双向限幅，从而使燃烧过程无论在稳定状态还是在动态过程都能保持在最佳燃烧区，达到防止冒黑烟，防止污染和节能的目的。
双交叉限幅燃烧控制系统实质上是一个以温度为主参数，燃气流量和空气流量并列为副参数的串级调节系统，并带有交叉限幅逻辑功能的比值调节系统。
双交叉限幅燃烧控制系统的构成如图2所示。
St,Sf，Sa分别为炉温，燃料流量，空气流量给定值Tt，Ff，Fa分别为炉温，燃料流量，空气流量测量值Hs，Ls分别为高值、低值选择器a1，a2，a3，a4分别为偏置系数r为空燃比在燃料流量调节回路中，炉温调节器TC的输出信号A，与根据空气流量测量值Fa算出的所需燃料流量减去偏置a3得到的信号C和信号B相比较，由高值选择器HS2和低值选择器LS1来选通A，B，C 之一作为燃料流量调节器Ffc的给定值Sf。
电加热炉温度控制系统设计方案
电加热炉温度控制系统设计方案1.系统概述2.系统组成2.1温度传感器：用于实时感知炉内温度，并将温度信号转换成电信号进行采集。
2.2控制器：负责对温度信号进行处理和判断，并生成相应的控制信号。
2.3加热功率调节器：根据控制信号调整电加热炉的加热功率。
2.4人机界面：为操作人员提供温度设定、显示和报警等功能。
2.5电源和电路保护装置：为电加热炉提供稳定的电源和安全的电路保护。
3.控制原理电加热炉温度控制系统采用了闭环控制的原理，即通过与实际温度进行比较，调整加热功率来实现温度的控制。
控制器根据实际温度和设定温度之间的偏差，产生相应的控制信号，通过加热功率调节器对电加热炉的加热功率进行调整，使实际温度逐渐接近设定温度，并保持在一定范围内。
4.系统算法4.1温度传感器采集到的温度信号经过模数转换，转换成数字信号输入到控制器。
4.2控制器对传感器采集到的温度信号进行处理和判断，计算出温度偏差。
4.3控制器根据温度偏差通过PID控制算法产生相应的控制信号，控制信号的大小决定了加热功率的调整幅度。
4.4控制信号经过加热功率调节器进行放大和整流，并驱动电加热炉进行相应的加热功率调整。
4.5加热功率调整会导致炉内温度变化，温度变化会反过来影响温度传感器采集到的温度信号，形成一个闭环控制的循环过程。
5.人机界面5.1人机界面通过触摸屏或按钮等形式，提供温度设定、显示和报警等功能。
5.2操作人员可以通过人机界面设置所需的温度设定值。
5.3人机界面会显示当前的实际温度，并根据温度偏差的大小显示相应的报警信号。
5.4人机界面可以设定温度上下限，当温度超出设定范围时自动报警。
6.电源和电路保护装置6.1在电加热炉温度控制系统中，电源提供稳定的电压和电流给电路运行。
6.2为了确保系统的安全运行，在电路中设置过流保护、过压保护、欠压保护等电路保护装置。
6.3当发生过流、过压或欠压等异常情况时，电路保护装置会立即切断电源，以保护电路和设备的安全。
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课程设计（学年论文）说明书课题名称：加热炉装置自动控制系统设计专业班级：学生学号：学生姓名：学生成绩：指导教师：课题工作时间：11月21号至12月1号填写说明：1. 表中第一、二、三、六项由指导教师填写；第四、五两项由学生填写。
2. 表中第一、二、三在在课程设计（学年论文）开始前填写，第四、五、六项在课程设计（学年论文）完成后填写。
3. 本表格填写完整后连同正文装订成册。
一、课程设计的任务或学年论文的基本要求任务：完成加热炉装置自动控制系统设计。
包括1．熟悉加热炉装置工作要求，确定系统方案。
2．合理选择控制设备型号及规格，编制设备表。
3．完成相关图纸的设计。
4．编制设计说明书。
要求：控制方案合理、控制设备选型合理，图纸符合有关设计标准及规范。
具体内容包括1．设计说明书，包括1）加热炉装置2）相关控制系统说明3）自控设备选型（计算）说明4）有关计算书5）自控设备表一览表2．设计图纸（图纸符合相关国家标准），包括1）仪表管道流程图（PID）2）仪表盘正面布置图3）仪表盘背面电气接线图二、进度安排1～2 收集查阅资料，熟悉加热炉装置操作要求3 确定系统控制方案及选型原则4～5 熟悉相关图纸标准、绘制流程图6 设备选型、编制设备一览表7～8 设备计算，绘制布置图及接线图9～10 撰写设计说明书、答辩三、参考资料或参考文献1．产品手册及选型样本2．过程控制.杨三清,王仁明,曾庆山.华中科技大学出版社3．过程控制工程设计.孙洪程,翁唯勤.化学工业出版社4．清华数据库5．万方数据库6．过程控制与自动化仪表. 张井岗. 北京大学出版社7．过程控制系统.陈夕松.汪木兰. 化学工业出版社指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日四、课程设计（学年论文）摘要（中文）本课程设计是通过加热炉辐射与对流传热将一定量的物料加热至工艺要求的温度。
在该加热炉工艺流程段中为使物料进入加热炉时温度达到一定的要求，所以分两路，一路进入换热器与热物料换热后，与别外一路混合，进入加热炉的对流段。
进入换热器的待加热物料走管程，一方面对最终产品的温度起到微调的作用，另一方面也能对待加热物料起到一定的预热作用。
本设计完成了加热炉温度控制的工艺流程图、仪表盘正面布置图以及仪表盘背面接线图，所用仪表基本都为DDZ-Ⅲ型仪表。
五、课程设计（学年论文）摘要（英文）The design of this course is through heating furnace radiation and convective heat transfer technology of a certain amount of material heated to the required temperature．In the process of heating furnace for making materials into heating furnace temperatures reach certain requirements，so the two road，after entering the heat exchanger and thermal heat transfer material，mixed with outside all the way into the heater convection section．Heating material entering the heat exchanger tube，on the one hand to fine tune the effect on the final product temperature，on the other hand treat preheating heating materials play a role．This design through heating furnace temperature control for process flow diagrams，dashboards layout front and back of the instrument panel wiring diagrams，the instrument is basically for DDZ-ⅲ-type of instrument used．六、指导教师评分评价内容具体要求权重得分调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。
10实践能力独立设计、计算、绘图的能力（课程设计）；能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究的能力（学年论文）15分析解决问题能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题（课程设计）；或能对课题进行理论分析，得出有价值的结论（学年论文）。
15工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。
10质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理（或设计过程完整，设计内容完全）；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文（设计）结果有参考价值。
40外语和计算机应用能力在课程设计或学年论文中，能够体现外语和计算机的应用能力。
5创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。
5 综合评语指导教师签字：年月日七、答辩记录①本设计中用了哪些回路,各有什么作用?答：在本设计中共设置了三个控制回路,一个是前馈--反馈控制回路,作用是对燃料流量进行控制;一个是比值控制回路,作用是对燃料和空气流量按一定的比值送入,达到最佳的利用,节约资源。
还有一个以空气含氧量为受控变量的单回路控制，其作用亦是为了充分使燃料燃烧，同时节约源料。
②加热炉的构造有哪些？答：加热炉由底盘，壳体，对流室，辐射室，烟囱，防爆门（球），烟道挡板，风机，油气联合燃烧器，烟气余热回收系统等组成。
③仪表盘背面电气接线图有哪几种方法，各有何优缺点？答：共有三种方法，一是直接接线法，优点是直观简单，缺点是图画线条较多，不可避免出现线条交叉点，对图纸阅读不利。
二是单元接线法，优点是图画连线简洁，缺点是不能直接表达出仪表间的连接关系。
三是相对呼应法，在短线上标出对方连接点编号（一呼），同时在对方连接点上标出本方的编号（一应），这种方法使用最多，也最实用。
记录人（签字）：年月日答辩意见及答辩成绩答辩小组教师（签字）：年月日课程设计（学年论文）总评成绩：（指导教师评分×80%+答辩成绩×20%）第一章加热炉装置的相关应用说明和本设计工艺流程描述一、加热炉工作原理液体（气体）燃料在加热炉辐射室（炉膛）中燃烧，产生高温烟气并以它作为热载体，流向对流室，从烟囱排出。
待加热的原油首先进入加热炉对流室炉管，原油温度一般为29。
炉管主要以对流方式从流过对流室的烟气中获得热量，这些热量又以传热方式由炉管外表面传导到炉管内表面，同时又以对流方式传递给管内流动的原油。
原油由对流室炉管进入辐射室炉管，在辐射室内，燃烧器喷出的火焰主要以辐射方式将热量的一部分辐射到炉管外表面，另一部分辐射到敷设炉管的炉墙上，炉墙再次以辐射方式将热辐射到背火面一侧的炉管外表面上。
这两部分辐射热共同作用，使炉管外表面升温并与管壁内表面形成了温差，热以传导方式流向管内壁，管内流动的原油又以对流方式不断从管内壁获得热量，实现了加热原油的工艺要求。
加热炉加热能力的大小取决于火焰的强弱程度（炉膛温度）、炉管表面积和总传热系数的大小。
火焰愈强，则炉膛温度愈高，炉膛与油流之间的温差越大，传热量越大；火焰与烟气接触的炉管面积越大，则传热量越多；炉管的导热性能越好，炉膛结构越合理，传热量也愈多。
火焰的强弱可用控制火嘴的方法调节。
但对一定结构的炉子来说，在正常操作条件下炉膛温度达到某一值后就不再上升。
炉管表面的总传热系数对一台炉子来说是一定的，所以每台炉子的加热能力有一定的范围。
在实际使用中，火焰燃烧不好和炉管结焦等都会影响加热炉的加热能力，所以要注意控制燃烧器使之完全燃烧，并要防止局部炉管温度过高而结焦。
二、加热炉的作用加热炉是给原料加热，使原料达到反应温度的场所，是整个装置能耗最大的部分，燃料油或瓦斯气燃烧放热，通过辐射传热，对流传热的方式将热量传递给炉管，再通过热传导，热对流的方式传递给原料。
三、加热炉的运行参数炉膛温度（挡墙温度）炉膛温度一般指烟气离开辐射室的温度，也就是烟气未进入对流室的温度或辐射室挡火墙前的温度，是加热炉运行的重要参数。
在炉膛内（辐射室）燃料燃烧产生的热量，是通过辐射和对流传给炉管的。
传热量的大小与炉膛温度和管壁温度有关。
原油从加热炉中获得的热量其中有以辐射传热为主。
辐射换热与火焰的绝对温度的四次方成正比，因此，在高温区中，辐射受热面的吸热效果要比对流受热面的效果好，吸收同样数量的热量，辐射换热所需的受热面积即金属消耗量要比对流换热的少。
设计时选取的炉膛温度值决定着加热炉辐射受热面及对流受热面之间的吸热量比例。
炉膛温度高，辐射室传热量就大，所以炉膛温度能比较灵敏地反映炉出口温度。
但是从运行角度考虑，炉膛温度过高，辐射室炉管热强度过大，有可能导致辐射管局部过热结焦同时进入对流室的烟气温度也过高，对流室炉管也易被烧坏，使排烟温度过高，加热炉热效率下降。
所以炉膛温度是保证加热炉长期安全运行的指标。
在输油加热炉中炉膛温度最高不超过&。
排烟温度排烟温度是烟气离开加热炉最后一组对流受热面进入烟囱的温度。
排烟温度不应过高，否则热损失大。
在操作时应控制排烟温度，在保证加热炉处于负压完全燃烧的情况下，应降低排烟温度。
排烟温度的调节一般用控制进风量，即调整过剩空气系数的办法。
降低排烟温度，可减少加热炉排烟热损失，提高热效率，从而节约燃料消耗量，降低加热炉运行成本。
但排烟温度过低，使对流受热面末段烟气与载热质的传热温差降低，增加了受热面的金属消耗量，提高加热炉的投资费用。
因此，排烟温度的选择要经过经济比较。
在选择最合理的排烟温度时，还应考虑低温腐蚀的影响。
由于燃料中的硫在燃烧后可生成SO2，它在烟气中和水蒸气形成硫酸蒸气，当受热面壁温低于硫酸蒸气的露点温度时，硫酸蒸气就会冷凝下来，腐蚀壁面金属。
如受热面壁温低于烟气中水蒸气的露点时，则水蒸气也会凝结在管壁上，加剧了腐蚀，并且容易引起堵灰。
降低露点，减少腐蚀和积灰的措施有：净化燃料油。
目前国外已有应用，但能否广泛应用还值得研究。
四、被控对象工艺流程描述所选被控对象为过程工业领域常见的加热炉单元，通过加热炉辐射与对流传热将一定流量的物料A 加热至工艺要求的温度。
待加热物料A 经由上料泵P1101 泵出，分两路，其中一路进入换热器E1101 与热物料换热后，与另外一路混合，进入加热炉F1101 的对流段。