多加热炉炉温检测系统设计(微机)

多加热炉炉温检测课程

设计报告

公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

课题3 多加热炉炉温检测系统设计

一．任务及要求：

1．加热炉的炉温可以在60℃～180℃之间任意调节；

2．系统每隔3秒钟检测一遍炉温（三个炉子）；

3．利用六位七段码显示器实时显示加热炉的炉号和实际温度，显示值为十进制数值。显示器的右三位显示加热炉的炉号，左三位显示实际值。程序启动运行之后即开始循环显示，每次显示时间为3秒钟；

4．分别记录各加热炉的实际炉温数据，轮流显示。每检测一次即保存一次，循环刷新；

5．对应各加热炉扩展功能按键。功能键按下后不影响检测功能，仅影响显示功能。具体要求如下：

⑴在循环显示方式下，按下某一功能键之后，七段码显示器即显示对应加热炉的炉号和实际温度。如果此时按下另外功能键则不起作用，既不会改变当前显示。只有再次按下同一个功能键之后才能使系统回到循环显示方式状态；

⑵在循环显示方式下，按下某一功能键之后，七段码显示器即显示对应加热炉的炉号和实际温度，如果此时按下另一个功能键，则会改变当前显示，即应显示与后一次按下的功能键对应的加热炉的炉号和炉温。只有连续按下同一个功能键两次才能回到循环显示方式状态；

6．扩展发光二极管担任

广西工业职业技术学院

设计说明书

课题名称：

姓 名：

专 业：

班 级：

起止日期

指导教师： 加热炉温度控制系统设计

吴雨冬

过程控制

自动化1031

2011年12月 1日～2011年 12月30日

黎鸿坤

广西工业职业技术学院

设计说明书

题目： 加热炉温度控制系统设计

目 录

前言 ………………………………………………………1 第一章 设计的目的及意义…………………………………2 第二章 控制系统工艺流程及控制要求……………………2

2.1 生产工艺介绍 2.2 控制要求

第三章 总体设计方案………………………………………3

3.1 系统控制方案 3.2 系统结构和控制流程图

第四章 控制系统设计………………………………………5

4.1 系统控制参数确定

第五章 控制仪表的选型和配置……………………………6

5.1一体化温度变送器 5.2 DX2000型无纸记录仪

5.3 调节器 5.4 执行器

5.5 电/气阀门定位器ZPD-01 5.6 安全栅 5.7 配电器

5.8 薄膜气动调节阀ZMBS-16K

第六章 联锁保护……………………………………………11 第七章 系统控制接线图…………

课程设计说明书 No 1 电加热炉温度微机控制系统 沈 阳 大 学

课程设计说明书 No 2 引言 电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。 而温度是工业对象中一种重要的参数，特别在冶金,化工，机械各类工业中，广泛使用各种加热炉，热处理炉和反应炉等。由于控制系统本身的动态特性，基本上都属一阶纯滞后环节，因而在控制算法上亦基本相同。实践证明，用微型计算机对电热炉进行控制，无论在提高产品质量和数量，节约能源，还是在改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。 沈 阳 大 学

课程设计说明书 No 3 1 系统设计及其工作原理 1.1设计内容 用微型计算机设计一个电热炉温度控制系统对一个空间进行温度控制。在室内安装六个测温点，测温范围在0℃到1000℃，超过1000℃或低于0℃进行越限报警。 1.2系统工作原理 整个加热炉的温度控制系统采用典型的反馈是闭环设计，系统框图如图1所示：

电加热炉温度控制系统设计

（发布日期：2013-6-10）

电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。采用单片机进行炉温控制，可以提高控制质量和自动化水平。

1 前言

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

名称 介质 入炉温度 出炉温度 热负荷 效率

减压炉 闪底油 265 388 5.55MW 92% 第一节加热炉检查

1、检查炉膛内的耐火材料是否符合要求，检查基础有无下沉，有无裂缝，炉体内耐火砖缝；

2、检查炉墙砌筑（砖缝、水平度、垂直度、表面凹凸不平度等）情况和保温质量是否符合要求，并按油品名称介质方向进行标识。 3、检查火咀、烟道挡板、防爆门、看火窗、回弯头箱门及一、二次风门等是否齐全好用，烟道仪表指示开度与实际开度是否相符。 4、检查加热炉辐射管，无对焊接口。

5、检查燃烧器喷嘴是否畅通、开孔率是否符合要求、喷射角度是否准确、长明灯是否安装良好。

6、检查加热炉炉管支架和吊架是否符合要求，防爆门和看火窗设计是否规范。目测加热炉炉管是否平齐、炉管外壁是否有不该有的耐火材料。 7、炉膛消防蒸汽及吹扫蒸汽设置是否合理。

8、检查所属的紧急放空设施、瓦斯阻火器、瓦斯分液罐、流量计是否齐全好用。 9、检查炉膛内各温度测量点的位置与热偶长度是否与设计条件相符，数量是否齐全。

检查炉管、回弯头、堵头、顶丝管板吊架、导向支撑的材质和安装情况，焊缝质量是否符合要求，试压是否合格。

10、检查并调试好烟道挡板的开度。

11、检查加热炉

河北XX大学 毕业设计说明书（论文）

2 技术设计

2.1 燃料燃烧计算

2.1.1 燃烧计算的目的及内容

燃烧计算包括如下内容： 燃料的低位发热量（Q）；

d单位燃料完全燃烧失的空气需要量(L)；

n单位燃料完全燃烧时的燃烧产物量（V）； 燃烧产物的成分及其密度（ρ）；

n理论燃烧温度（tL）

燃烧计算的目的是为加热炉设计提供必要的参数。计算空气需要量的目的在于合理有效地控制燃烧过程，合理地选择燃烧设备及鼓风机和供风管道系统、设计燃烧装置提供必要的依据。燃烧产物生成量及其密度的计算是设计烟道、烟囱系统，选用引风机等必不可少的依据。

由燃烧产物成分的计算可以进行炉气黑度的计算，进而可做传热计算。

理论燃烧温度是计算炉温的重要原始数据之一。在炉子的热量总消耗已知的情况下，根据燃料的发热量即可求出总的燃料消耗量。 2.1.2 燃烧计算的已知条件 燃烧计算中必需的已知条件如下：

1. 燃料的种类及成分： 燃料种类：高炉煤气和转炉煤气 高炉煤气成分：（％）

CO2 H2 CH4 N2

20 20 1.6 0.48 57.92 转炉煤气成分：（％）

CO2

目录

一、 工艺介绍 .................................................................................. 2 二、功能的设计 ................................................................................ 4 三、实现的情况以及效果 ................................................................ 6

一、工艺介绍

在钢厂中轧钢车间在对工件进行轧制前需要将工件加热到一定

的温度，如图1表示其中一个加热段的温度控制系统。在图中采用了6台设有断偶报警的温度变送器、3台高值选择器、1台加法器、1台PID调节器和1台电器转换器组成系统。

利用阶跃响应便识的，以控制电流为输入、加热炉温度为输出的系统的传递函数为：

温度测量与变送器的传递函数为：

由于，因此，上式中可简化为：

在实际的设计控制系统时，首先采用了常规PID控制系统，但

控制响应超调量较大，不能满足控制要求。

哈工大科技园应用技术学院

题目：

毕业论文设计

加热炉温度控制系统设计

姓 名： 卢雨生 所在系部： 电气自动化

2011年 4 月

摘 要

随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展，电加热炉的温度控制技术日趋成熟，已经成为工业生产中的一个重要部分。

本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝两端电压的工作时间，来控制电阻丝的输出平均功率，从而实现对电加热炉温度的自动控制。系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度显示电路、报警电路、D/A转换等若干个功能模块。该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。

关键词：电加热炉；单片机；温度控制；固态继电器

I

目 录

摘 要 .............................................................................................................................. I

I

目 录 ......................

沈 阳 工 业 大 学

微型计算机控制技术课程设计（论文）

题目：电阻加热炉温度控制系统

院（系）： 继续教育学院 专业班级： 电本1002 学 号： 101310204 学生姓名： 宋俊杰 指导教师： 张扬 起止时间：2012.6.8—2012.6.20

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：继续教育学院 学 号 课程设计（论文）题目 101310203 学生姓名 宋俊杰 专业班级 电本1002 电阻加热炉温度控制系统 控制要求： 通过检测电阻加热炉的温度，根据采样值与系统给定值进行比较，并经过PID运算，控制输出电加热炉端电压，实现电阻加热炉的温度自动调节。设计中温度控制值800℃；温度的ε±5℃，调节温度在控制值范围之内。 检测对象： 温度检测4点，检测范围是0℃～1000℃；检测精度为±1℃。 控制对象：电加热炉端电压，模拟量调节。 设计要求： 1 .根据课程设计的内容及技术参数，确定控制系统的形式，选择数字控制器（单片机、PLC、PC机）；确定系统控制方案和组成，并绘制系统的控制框图。 2 .根据控制系统的需要和技术

1 概述

1.1 前言

本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。

1.2系统简介

加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。

加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。辐射段底部炉底安装三台燃烧器。

燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。

加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。

2 功能及技术特征

2.1工艺系统 2.1.1工艺系统简介

加热炉燃烧工艺系统流程