加热炉温度控制系统..
基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计概述加热炉是工业生产中常见的设备之一,其主要作用是提供高温环境用于加热物体。
为了确保加热炉的稳定性和安全性,需要设计一个可靠的温度控制系统。
本文将介绍一个基于PLC(可编程逻辑控制器)控制的加热炉温度控制系统设计方案。
系统设计原理在加热炉温度控制系统中,PLC作为核心控制器,通过监测温度传感器的输出信号,根据预设的温度设定值和控制策略,控制加热炉的加热功率,从而实现对加热炉温度的稳定控制。
以下是系统设计的主要步骤:1.硬件设备选择:选择适合的温度传感器和控制元件,如热电偶、温度控制继电器等。
2.PLC选型:根据实际需求,选择合适的PLC型号。
PLC需要具备足够的输入输出点数和计算能力。
3.传感器连接:将温度传感器接入PLC的输入端口,读取实时温度数据。
4.温度控制策略设计:根据加热炉的特性和工艺需求,设计合适的温度控制策略。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制。
5.控制算法实现:根据温度控制策略,编写PLC程序,在每个采样周期内计算控制算法的输出值。
6.加热功率控制:使用控制继电器或可调功率装置,控制加热炉的加热功率。
7.温度反馈控制:通过监测实际加热炉温度和设定值之间的差异,不断修正加热功率控制,使加热炉温度稳定在设定值附近。
系统硬件设计基于PLC控制的加热炉温度控制系统的硬件设计主要包括以下几个方面:1.温度传感器:常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
根据加热炉的工艺需求和温度范围,选择适合的温度传感器。
2.PLC:选择适合的PLC型号,根据实际需求确定PLC的输入输出点数和计算能力。
3.控制继电器或可调功率装置:用于控制加热炉的加热功率。
根据加热炉的功率需求和控制方式,选择合适的继电器或可调功率装置。
4.运行指示灯和报警器:用于显示系统的运行状态和报警信息。
PLC程序设计PLC程序是基于PLC的加热炉温度控制系统的关键部分,其主要功能是实现温度控制算法。
加热炉控制系统要点

加热炉控制系统要点1.温度控制:加热炉是用来提供高温环境的设备,因此温度控制是其最基本的功能。
控制系统应该能够根据工艺要求对加热炉的温度进行精确控制。
这可以通过在炉内安装温度传感器,并与控制系统连接来实现。
控制系统应该能够读取传感器的数据,并根据预设的温度范围来调节炉内的加热设备。
2.压力控制:加热炉在工作过程中需要维持一定的内部压力,以保证炉内温度的稳定性和燃烧效果。
控制系统应该能够监测加热炉内的压力,并通过调节进气和排气量来维持压力在合适的范围内。
3.燃料供给控制:加热炉的燃料供给对于平稳的燃烧效果至关重要。
控制系统应该能够监测燃料的流量和压力,并根据需要进行精确的控制。
例如,在炉内温度过低时,控制系统应该能够增加燃料供给来提高温度。
4.温度保护:加热炉的操作范围必须在安全范围内,超过限定的高温范围可能导致炉子损坏或者危险。
因此,控制系统应该具备温度保护功能,一旦温度超过设定范围,就应该自动切断加热设备的电源,并发出警报信号,以防止事故的发生。
5.远程监控和控制:加热炉控制系统应该具有远程监控和控制的功能,方便工作人员在不同的位置对炉子进行实时监测和操作。
通过与计算机或者移动设备相连,工作人员可以远程监控加热炉的运行状态,并对其进行必要的调整和控制。
6.数据记录和分析:加热炉控制系统应该能够将每次加热过程的相关数据进行记录,并能够生成相应的报表和图表。
这些数据可以用于对加热炉的性能进行分析和评估,有助于改进和优化生产过程。
7.系统安全性:加热炉控制系统应该具备一定的安全性能,以避免操作失误和不当操作引发的事故。
例如,可以设置密码保护功能,只有经过授权的人员才能对控制系统进行操作。
此外,还可以设置紧急停机按钮等安全装置,以便在紧急情况下快速切断炉子的电源。
综上所述,一个优秀的加热炉控制系统应该具备温度、压力和燃料供给等参数的精确控制能力,同时具备远程监控和数据分析功能。
通过有效地控制加热炉的操作,可以提高生产效率,保证产品质量,提升安全性能。
加热炉温度控制系统工作原理

加热炉温度控制系统工作原理
加热炉温度控制系统的工作原理如下:
1. 传感器:系统中的一个温度传感器负责实时监测加热炉内的温度,并将温度信号转化为电信号。
2. 控制器:控制器接收传感器发送的温度信号,并与设定的目标温度进行比较,确定是否需要调整加热炉的加热功率。
3. 调节器:控制器通过输出信号调整加热炉的加热功率。
如果温度低于设定目标温度,调节器会增加加热功率,反之则会减小加热功率。
4. 加热元件:加热炉内的加热元件,如电热丝或燃烧器,根据调节器输出的信号来增减加热功率。
5. 反馈回路:控制系统通过反馈回路监测实际炉内温度的变化,使温度保持在设定的目标温度范围内。
如果温度偏离目标温度,控制器会调整加热功率来实现温度的稳定控制。
通过不断监测温度、比较设定目标温度、调整加热功率等步骤,加热炉温度控制系统能够有效地控制加热炉的温度,保证产品的加热质量和稳定性。
加热炉温度控制系统

加热炉温度控制系统标题:加热炉温度控制系统摘要:加热炉温度控制系统是一种用于控制加热炉温度的设备。
它通过监测加热炉内的温度并相应地调节加热器的工作状态,以保持加热炉内的温度在设定范围内稳定。
本文将介绍加热炉温度控制系统的原理、组成部分以及工作流程,并探讨其在工业生产中的应用。
关键词:加热炉、温度控制、加热器、工业生产1. 引言加热炉是一种常见的热处理设备,广泛应用于冶金、机械加工和材料研究等领域。
在加热炉的使用过程中,保持加热炉内的温度稳定是非常重要的。
过低的温度会导致加热不充分,影响产品的质量;过高的温度则会造成能源的浪费,甚至导致设备损坏。
因此,开发一种稳定且可靠的加热炉温度控制系统对于提高生产效率和节约能源具有重要意义。
2. 温度控制系统的原理温度控制系统通常由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器用于实时监测加热炉内的温度变化,将温度信号传输给控制器。
控制器根据设定的温度范围和温度传感器反馈的实时温度,计算出相应的控制信号。
执行器根据控制信号调节加热器的工作状态,从而实现加热炉温度的稳定控制。
3. 温度控制系统的组成部分3.1 温度传感器温度传感器是温度控制系统中的重要组成部分。
常用的温度传感器有热电阻和热电偶两种。
热电阻传感器的工作原理是利用金属电阻随温度变化而发生的电阻变化,通过测量电阻的变化来确定温度。
热电偶传感器则是利用两种不同材料的接触产生的热电势随温差变化而变化,通过测量热电势的变化来确定温度。
3.2 控制器控制器是温度控制系统的核心部件,负责计算控制信号并将其传输给执行器。
控制器根据设定的温度范围和温度传感器反馈的实时温度,做出相应的控制决策。
常见的控制器包括PID控制器和模糊控制器。
PID控制器根据比例、积分和微分三个方面来调节控制信号;模糊控制器则利用模糊逻辑推断得出控制信号。
3.3 执行器执行器根据控制器传输的控制信号调节加热器的工作状态。
常见的执行器包括电动阀和可调电阻。
PID电加热炉温度控制系统

PID电加热炉温度控制系统工业炉是指在工业生产中,利用燃料燃烧产生的热量或者将电能转化成热量对工件或者物料进行加热的设备。
按供热方式工业炉分为两大类:一是火焰炉,或称燃料炉,是用各种燃料的燃烧热量在炉内对工件或者物料进行加热;二是电炉,是在炉内将电能转化为热能对工件或物料进行加热。
本文选用电炉作为控制模型。
无论是火焰炉还是电炉,温度控制都是其性能好坏的一个重要指标,是产品质量及安全生产的重要保证。
电炉作为一种加热系统,有着大滞后性、非线性、时变性等特点。
在工业运作过程中有一种最为常见的控制器就是PID控制器,由于其具有操作简单、算法通俗、效果良好等优势,因而在工业领域应用广泛,比如化工行业、轻热工行业、治金机械行业等。
那么何谓PID 控制?简而言之,就是对比例积分及微分控制的合称。
但同时,因PID 控制超调量大,对加热系统这样大滞后、非线性、时变的系统,参数整定值只是具有一定的局域性的优化,不能达到很好的全局控制效果。
因此实际使用中在PID控制器中加入模糊控制,使系统能达到较好的控制效果。
1 系统结构如图1所示,将炉体划分为8个温控区。
图1 炉体温控区划分该热处理工业炉为长8m、宽2m的单炉膛炉加热炉,因为长度较大,所以在控制上将其分为8个温度控制区。
每一个温度控制区设一个加热控制器、两个热电偶传感器、一组电阻丝加热管。
2 系统组成系统由温度传感器、计算机、西门子PLC、电加热器、电热控制器和无纸记录仪等组成。
温度传感器:温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
西门子PLC:从温度传感器采集到的信号连接到PLC中,通过PLC中的温度控制程序计算输出4~20mA信号控制电加热控制器输出功率。
电加热器:系统加热部件。
电热控制器:通过输入的4~20mA信号,改变输出电加热器功率,从而达到控制温度变化的效果。
系统按炉体结构,划分为8个温度控制区,每一个温度控制区设两组电加热器、两组温度传感器。
加热炉温度自动控制系统MATLOB

加热炉温度自动控制系统MATLOB加热炉温度自动控制系统MATLOB是一种用于控制加热炉温度的系统。
在工业生产过程中,控制加热炉温度的准确性和稳定性对于保证产品质量和生产效率至关重要。
MATLOB系统采用先进的温度感应器和控制器,通过实时监测和调节加热炉的温度,使其保持在设定的温度范围内。
该系统具有高精度、快速响应的特点,能够有效地控制加热炉温度的波动,确保生产过程的稳定性和可靠性。
背景信息包括MATLOB系统的发展历程、应用范围和优势等方面。
通过了解MATLOB系统的背景信息,可以更好地理解该系统的重要性和作用,为后续的具体操作和维护提供基础。
系统概述加热炉温度自动控制系统MATLOB由以下主要组成部分和功能组成:温度传感器:用于测量加热炉的温度。
控制器:通过接收温度传感器的信号,对加热炉的加热器进行控制,以维持设定的目标温度。
加热器:通过加热炉的加热元件来提供加热能量。
控制算法:控制器使用特定的算法根据当前温度和目标温度之间的差异来调整加热器的输出功率,以达到温度稳定控制。
用户界面:提供给操作员对加热炉温度自动控制系统进行设置和监控的界面,如设定目标温度、显示当前温度和报警信息等。
该系统的主要功能是通过自动控制加热炉的温度,使其能够稳定地达到用户设定的目标温度。
通过温度传感器实时监测加热炉的温度,并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的目标温度和当前温度之间的差异,通过调整加热器的输出功率来控制加热炉的温度。
用户可以通过操作界面进行设定和监控,以确保加热炉的温度处于所需的范围内。
MATLOB加热炉温度自动控制系统是一个简单而有效的解决方案,旨在提供稳定和可靠的温度控制,以满足用户对加热炉温度精确控制的需求。
加热炉温度自动控制系统MATLOB相比其他系统具有许多优势和特点,下面是一些主要的优势:高精度:MATLOB系统采用先进的传感器和控制算法,能够实现对加热炉温度的高精度控制。
这种高精度控制可以确保加热炉内的温度保持在预定的范围内,从而提高生产效率和产品质量。
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。
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第1章绪论1.1 综述在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。
温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关,因此温度控制是生产自动化的重要任务。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制,所采用的加热方式,燃料,控制方案也有所不同。
无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度打着交道。
自18世纪工业革命以来,工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如:在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
1.2 加热炉温度控制系统的研究现状随着新技术的不断开发与应用,近年来单片机发展十分迅速,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用,在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中,广泛使用于加热炉、热处理炉、反应炉等。
温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
由于炉子的种类不同,因而所使用的燃料和加热方法也不同,例如煤气、天然气、油、电等;由于工艺不同,所需要的温度高低不同,因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同,控制温度的精度也不同,因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。
传统的温度采集方法不仅费时费力,而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
不仅如此,传统的控制方式不能满足高精度,高速度的控制要求,如温度控制表温度接触器,其主要缺点是温度波动范围大,由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的,受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制,通断频率很低。
近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式,如:PID控制,模糊控制,神经网络及遗传算法控制等。
这些控制技术大大的提高了控制精度,不但使控制变得简便,而且使产品的质量更好,降低了产品的成本,提高了生产效率。
随着单片微型计算机的功能不断的增强,为先进的控制算法提供的载体,许多高性能的新型机种应运而生。
国内外温度控制系统发展迅速,并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。
目前社会上温度控制大多采用智能调节器,国产调节器分辨率和精度较低,温度控制效果不是很理想,但价格便宜,国外调节器分辨率和精度较高,价格较贵。
日本、美国、德国、瑞典等技术领先,都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表。
并在各行业广泛应用。
它们主要具有如下的特点:一是适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制;--是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制;三是能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制;四是温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术,运用先进的算法,适应的范围广泛;五是温控器普遍具有参数自整定功能。
借助计算机软件技术,温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。
有的还具有自学习功能,能够根据历史经验及控制对象的变化情况,自动调整相关控制参数,以保证控制效果的最优化;六是具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。
目前,国内外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。
1.3自动控制理论的概述随着科学技术的进步,自动控制技术在各个应用领域中的应用已日渐广泛,不但使得生产设备或生产过程实现自动化,大大提高了劳动生产率和产品质量,改善了劳动条件,还在人类征服大自然,改善居住条件等方面发挥了非常重要的作用。
自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制是相对人工控制概念而言的。
指的是在没人参与的情况下,利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学,是分析和设计自动控制系统的理论的基础。
它的发展初期,是以反馈理论为基础的自动调节原理,主要用于工业控制,二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪,火炮定位系统,雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备,进一步促进并完善了自动控制理论的发展。
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学,是分析和设计自动控制系统的理论的基础。
到战后,已形成完整的自动控制理论体系,这就是以传递函数为基础的经典控制理论,它主要研究单输入-单输出,线形定常系统的分析和设计问题。
自动控制理论的发展历程如下:1.40年代--60年代初需求动力:市场竞争,资源利用,减轻劳动强度,提高产品质量,适应批量生产需要。
主要特点:此阶段主要为单机自动化阶段,主要特点是:各种单机自动化加工设备出现,并不断扩大应用和向纵深方向发展。
典型成果和产品:硬件数控系统的数控机床。
2.60年代中--70年代初期需求动力:市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度。
主要特点:此阶段主要以自动生产线为标志,其主要特点是:在单机自动化的基础上,各种组合机床、组合生产线出现,同时软件数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。
典型成果和产品:用于钻、镗、铣等加工的自动生产线。
3.70年代中期--至今需求动力:市场环境的变化,使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重,要求自动化技术向其广度和深度发展,使其各相关技术高度综合,发挥整体最佳效能。
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学,是分析和设计自动控制系统的理论的基础。
主要特点:自70年代初期美国学者首次提出CIM概念至今,自动化领域已发生了巨大变化,其主要特点是:CIM已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受;CIM 也是一种实现集成的相应技术,把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。
所谓哲理,就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”,从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略;而作为实现集成的相应技术,一般认为是:数据获取、分配、共享;网络和通信;车间层设备控制器;计算机硬、软件的规范、标准等。
同时,并行工程作为一种经营哲理和工作模式自80年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域,并将进一步促进单元自动化技术的集成。
典型成果和产品:CIMS工厂,柔性制造系统(FMS)。
随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用,为适应自动控制、宇航技术的发展,自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。
主要研究具有高性能,高精度的多变量多参数的最优控制问题,主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。
目前,自动控制理论还在继续发展,正向以控制论,信息论,仿生学为基础的智能控制理论深入。
为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的总体,这就是自动控制系统。
在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度,压力或飞行航迹等;自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学,是分析和设计自动控制系统的理论的基础。
而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。
第2章加热炉温度控制系统工艺流程2.1生产工艺介绍加热炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备,它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源,又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大,作为动力和热源的过滤,也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
加热炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼,工艺流程多种多样,常用的加热炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。
本加热炉环节中,燃料与空气按照一定比例送入加热炉燃烧室燃烧,生成的热量传递给物料。
物料被加热后,温度达到生产要求后,进入下一个工艺环节。
加热炉设备主要工艺流程图如图2-1所示。
图2-1 加热炉工艺流程图2.2控制要求加热炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要,供应热量,同时要使加热炉在安全、经济的条件下运行。
按照这些控制要求,加热炉设备将有主要的控制要求:加热炉燃烧系统的控制方案要满足燃烧所产生的热量,适应物料负荷的需要,保证燃烧的经济型和加热炉的安全运行,使物料温度与燃料流量相适应,保持物料出口温度在一定范围内。
第3章加热炉总体设计3.1 概述3.1.1系统控制方案随着控制理论的发展,越来越多的智能控制技术,如自适应控制、模型预测控制、模糊控制、神经网络等,被引入到加热炉温度控制中,改善和提高控制系统的控制品质。
本加热炉温度控制系统较为简单,故采用数字PID算法作为系统的控制算法。
采用PID调节器组成的PID自动控制系统调节炉温。
PID调节器的比例调节, 可产生强大的稳定作用; 积分调节可消除静差; 微分调节可加速过滤过程, 克服因积分作用而引起的滞后。
控制系统通过温度检测元件不断的读取物料出口温度,经过温度变送器转换后接入调节器,调节器将给定温度与测得的温度进行比较得出偏差值,然后经PID算法给出输出信号,执行器接收调节器发来的信号后,根据信号调节阀门开度,进而控制燃料流量,改变物料出口温度,实现对物料出口温度的控制。
本加热炉温度控制系统采用单回路控制方案,即可实现控制要求。
在运行过程中,当物料出口温度受干扰影响改变时,温度检测元件测得的模拟信号也会发生对应的改变,该信号经过变送器转换后变成调节器可分析的数字信号,进入调节器,将变动后的信号再与给定相比较,得出对应偏差信号,经PID算法计算后输出,通过执行器调节燃料流量,不断重复以上过程,直至物料出口温度接近给定,处于允许范围内,且达到稳定。
由此消除干扰的影响,实现温度的控制要求。
3.1.2系统结构和控制流程图根据控制要求和控制方案设计的加热炉温控制系统结构如图3-1所示, 该系统主要由调节对象(加热炉)、检测元件(测温仪表)、变送器、调节器和执行器等5个部分组成, 构成单回路负反馈温度系统。
其中显示器是可选接次要器件,故用虚线表示;θ为物料出口温度,Qg为燃料流量。