过程控制课程设计---加热炉温度控制

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1、过程控制仪表课程设计 第 1 页 共 14 页 目目 录录 1 系统简介.2 2 设计方案及仪表选型.3 2.1 设计方案3 2.2 仪表选型4 2.2.1 调节器.6 2.2.2 执行器.8 2.2.3 变送器.9 2.2.4 检测元件.11 3 控制系统仪表配接图及说明.12 3.1 控制系统仪表配接图12 3.2 控制系统仪表配接说明12 4 仪表型号清单.13 5 参考文献.14 附录 控制系统仪表配接图15 过程控制仪表课程设计 第 2 页 共 14 页 1 系统简介系统简介 电加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于这类对象使用方便，可以 通过调节输出功率来控制温度，进而得到较

2、好的控制性能，故在冶金、机械、化工 等领域中得到了广泛的应用。 在一些工业过程控制中,工业加热炉是关键部件,炉温控制精度及其工作稳定性 已成为产品质量的决定性因素。对于工业控制过程,PID 调节器具有原理简单、使用 方便、稳定可靠、无静差等优点,因此在控制理论和技术飞跃发展的今天,它在工业 控制领域仍具有强大的生命力。在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的 影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的 测量和控制。在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质 量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。为此，可靠的温度的监 控在工业中是

3、十分必要的。 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。 加热炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要

4、，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。 过程控制仪表课程设计 第 3 页 共 14 页 2 设计方案及仪表选型设计方案及仪表选型 2.1 2.1 设计方案设计方案 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