毕业设计----隔焰隧道窑串级控制系统设计

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1、 目录 1 引言 1 2 方案分析 1 2.1 控制方案的选择 1 2.2 系统控制参数的选择 2 2.2.1 主变量的选择 . 2 2.2.2 副变量的选择 . 3 2.2.3 操纵变量的选择 . 3 2.3 调节阀的选择 3 2.4 传感器、变送器的选择 3 2.5 控制器的选择 4 2.5.1 控制器控制规律的选择 4 2.5.2 控制器正、反作用选择 5 2.5.3 控制器选型 5 3 参数整定 6 4 仿真分析 8 5 心得体会 . 13 参考文献 . 14 1 隔焰隧道窑串级控制系统设计隔焰隧道窑串级控制系统设计 1 1 引言引言 过程控制是指在生产过程中，运用合适的控制策略，采用

2、自动化仪表及系统来代替操 作人员的部分或全部直接劳动，使生产过程在不同程度上自动地运行，所以过程控制又被 称为生产过程自动化，广泛应用于石油、化工、冶金、机械、电力、轻工、纺织、建材、 原子能等领域。过程控制系统是指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成 分、粘度、湿度以及PH值等这样一些过程变量的控制系统。过程控制是提高社会生产力的 有力工具之一。它在确保生产正常运行，提高产品质量，降低能耗，降低生产成本，改善 劳动条件，减轻劳动强度等方面具有巨大的作用。 隔焰隧道窑是对陶瓷制品进行预热、烧成、冷却的装置。因为几个环节都涉及到温度 的控制，因此隔焰隧道窑的温度是生产工艺的一项重要指

3、标，温度控制的好坏将直接影响 产品的质量。另外随着现代工业生产的迅速发展，对工艺操作条件的要求更严格，对安全 运行及对控制质量的要求也更高。而因为隧道窑温度的变化比较慢，所以滞后比较大。综 上所述，须设计一套以温度为控制变量的控制系统。 该控制系统的生产工艺要求： 可以实现对整个隧道窑的工艺流程的控制。 能够克服较大的滞后。 能够自动控制窑内温度，并达到所需精度。 2 2 方案分析方案分析 2.1 2.1 控制方案的选择控制方案的选择 制品在窑道的烧成带内按工艺规定的温度进行烧结，烧结温度一般为1300，偏差不 得超过5C。所以烧成带的烧结温度是影响产品质量的重要控制指标之一，因此将窑道烧成

4、带的温度作为被控变量，将燃料的流量作为操纵变量。如果火焰直接在窑道烧成带燃烧， 燃烧气体中的有害物质将会影响产品的光泽和颜色，所以就出现了隔焰式隧道窑。火焰在 燃烧室中燃烧，热量经过隔焰板辐射加热烧成带。 若采用隔焰隧道窑温度简单控制系统，由于从控制阀到窑道烧成带滞后时间太大，如 2 果燃料的压力发生波动，尽管控制阀门开度没变，但燃料流量将发生变化，必将引起燃烧 室温度的波动，再经过隔焰板的传热、辐射，引起烧成带温度的变化。因为只有烧成带温 度出现偏差时，才能发现干扰的存在，所以对于燃料压力的干扰不能够及时发现。烧成带 温度出现偏差后，控制器根据偏差的性质立即改变控制阀的开度，改变燃料流量，对烧成 带温度加以调节。可是这个调节作用同样要经历燃烧室的燃烧、隔焰板的传热以及烧成带 温度的变化这个时间滞后很长的通道，当调节过程起作用时，烧成带的温度已偏离设定值 很远了。也就是说，即使发现了偏差，也得不到及时调节，造成超调量增大，稳定性下降。 如果燃料压力干扰频繁出现，对于单回路控制系统，不论控制器采用PID的什么控制作用， 还是参数如何整定，都得不到满意的控制效果。 为了