1、 课程设计 课程设计名称课程设计名称 ：步进式加热炉系统控制步进式加热炉系统控制 2013 2013 年年 12 12 月至月至 2014 2014 年年 1 1 月月 目录目录 一、实验任务一、实验任务 二、实验要求二、实验要求 三、步进式加热炉简介三、步进式加热炉简介 四、过程控制中仪表的选择四、过程控制中仪表的选择 五、步进式加热炉控制方案五、步进式加热炉控制方案 1、煤气、煤气/空气流量控制方案空气流量控制方案 2、炉温控制方案、炉温控制方案 3、炉压控制方案、炉压控制方案 六、加热炉控制系统的硬件设计六、加热炉控制系统的硬件设计 七、加热炉控制系统的七、加热炉控制系统的 PLC 软件
2、设计软件设计 八、实验感受八、实验感受 附录附录 1（PLC 梯形图）梯形图） 附录附录 2（力控监控组态软件）（力控监控组态软件） 我的任务： 综合步进式加热炉的炉温、炉压控制系统的控制方案，以及 PLC 的编程和力控监控组态界 面的设计。 正文 一、实验一、实验任务任务 以钢铁企业常见的“步进梁式加热炉”为对象，采用 PLC 为控制系统硬件，围绕工艺要求， 完成控制系统方案设计。 二、实验二、实验要求要求 （1）通过查阅文献，了解步进式加热炉工艺流程。 （2）了解对步进式加热炉的炉温控制、煤气/空气流量控制、炉压控制等功能，完成控制 方案设计。 （3）了解常见的 PLC 系统的功能、系统软
3、件及应用，完成加热炉自动控制系统架构设计、 硬件选择设计及组态画面设计。 三、步三、步进式加热炉简介进式加热炉简介 1、步进式加热炉概述、步进式加热炉概述 加热炉作为轧钢生产线上的主要能耗设备， 其出炉钢坯的温度是钢铁生产工艺的首要指标， 温度控制的好坏直接影响到下层产品的质量，并逐步影响到钢材的质量，还有可能会影响到生 产线的其他相关行业，严重情况下可能会破坏整个轧钢生产线的正常运行。因此，加热炉作为 轧钢生产线上的重要环节，担负着为轧制工序提供质量合格钢坯的任务。 加热炉的作用是将钢坯加热后送往轧机进行轧制，其中加热炉能耗占冶金能耗的 25%，因 此，提高加热炉的热效率，对整个冶金行业的节
4、能降耗具有重要意义。为了保证钢坯在加热炉 中均匀受热，必须调节钢坯的入炉参数、工艺指标及生产状况，因此要求的方面有：炉温、空 气流量及压力、煤气流量及压力、空燃比、炉膛压力等。通过控制上述量从而达到减少氧化损 耗、降低能源损失。步进式加热炉通过步进梁的“步进”运动，将钢坯从装料侧移至出料侧， 通过钢坯在炉内的“步进”运动，从而完成从低温段到高温段，最后进入均热段的加热过程， 从而达到轧钢所要求的轧制温度。 加热炉的加热过程具有非线性、强耦合、不确定等特性，是一个高度复杂的工业过程。因 此加热炉计算机过程控制技术成为钢铁工业研究的重要课题之一，在国内外都得到了广泛的重 视。 在钢铁行业早期，我们使用的加热炉主要是推钢式的，但是由于推钢式炉生产上有许多问 题，比如：长度短、烧损大、产量低，如果操作不当，会造成粘钢现象，难以实现自动化控制。 推钢式加热炉有许多难以克服的问题，后来，人们通过研究发现步进式加热炉系统具有很多优 点，比如：生产周期短、加热均匀、产量高及操作灵活等。本设计采用步进梁式加热炉作为研 究对象，这种加热方式通过专用的步进设备，使得钢坯在炉内做
