第一章：设计任务、设计要求及设计参数

第一章：设计任务、设计要求及设计参数

1．1设计任务

本次设计以退火窑炉为主要设计对象，其中，退火窑炉总加热功率为245KW，采用电加热方式，分上、下及侧面共计21组加热丝加热；炉温温度采集采用热电偶检测，共有21路。退火段的炉温控温工艺如图1所示。

本次设计的主要任务就是要通过熟悉泡沫玻璃退火炉生产工艺，确定一种具体的温度控制方案。设计硬件电路检测每段炉体的温度，同时软件编程，和设定好的温度比较。从而控制炉体温度，使炉温温度变化的趋势符合工艺要求。

设计分为硬件和软件两部分设计，要求完成现场温度的检测，并变送至温度控制器，采用相应的控制策略完成温度的控制。此设计为一典型的温度自动控制系统。设计要实现的目标是要退火段炉温变化为图1所示的曲线。

图1退火窑炉炉温温度工艺示意图

1．2设计要求及设计参数

1.2.1设计要求：

本设计是要实现对泡沫玻璃砖窑炉生产线的温度自动控制，是一套实际生产设备，设计要依据已提供工艺要求，按照以下原则设计：

（1）先进性：选用目前先进的控制设备、仪器仪表、检测元件、低压电器，

保证系统的先进性。

（2）可靠性：操作界面应具有运行状态指示、故障报警及指示功能。

（3）可扩充性：PLC设计时，应留有一定余量的输入/输出点数和扩展槽。

（4）合理性：硬件图形要合理、正确、标准，具有实用价值；程序设计要先进、合理，具有可读性和可维护性。

1.2.2技术参数：

在本次设计中，需要现场采集的温度数量较多，共有21组电加热丝，需要21路温度检测电路，即21个K型热电偶。热电偶所检测到的温度是模拟量，故需要模拟输入21路。

退火炉加热所用的电加热丝加热总功率为245KW，用电电压为工业供电220V。控制系统的任务是通过控制输出的加热功率来决定电加热丝的具体温度。低于设定温度的加热丝需要控制电路通断，使其加热功率最大。相反，若任何一组电加热丝的温度超过了设定温度值，就需要控制系统切断加热电路，加热功率为零时停止加热。

由于系统将退火炉温度分段控制，分了21段分别控制，该段主要在长度80米的退火窑炉内完成，温度工艺区间从入口端的520℃到出口端的室温，最后出炉，整个退火工艺大致需要40个小时。所以系统输出也是独立的控制回路，每组加热丝需要控制，不管采用何种控制策略，其控制命令输出都是数字量形式。

所以系统总的技术指标为以下几点：

数字输出量（DO):25个；

模拟输入量(A I):21个；

加热丝加热总功率（P）：245KW。