过控课设——热风炉炉顶温度控制.docx

武汉理工大学《仪表与过程控制系统》课程设计说明书 PAGE I PAGE 学 号： 0121311371307 课 程 设 计 题 目 热风炉炉顶温度控制系统的设计 学 院 自动化 专 业 自动化 班 级 自动化1305 姓 名 司文雷 指导教师 贺远华 2016 年 11 月 30 日 课程设计任务书 学生姓名： 司文雷 专业班级： 自动化1305 指导教师： 贺远华 工作单位： 自动化学院 题 目: 热风炉炉顶温度控制系统 初始条件：热风炉炉顶温度控制系统的作用是调节热风炉炉顶的温度，采用串级控制系统。以热风炉炉顶温度为主被控变量，以燃烧室的热风为辅助变量，设计一个温度控制系统，使热风炉的炉顶温度在一定范围内波动，克服各种干扰，保持稳定。 要求完成的主要任务: 1、了解热风炉的结构及性能。 2、设计热风炉炉顶温度控制系统并绘制结构图。 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 月 日 选题、理解课题任务、要求 月 日 方案设计 月 日 参数计算撰写说明书 月 日 答辩 指导教师签名： 20 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 20 年 月 日 摘 要 作为热动力机械的热风炉于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。通过长时间的生产实践，人们已经认识到，只有利用热风作为介质和载体才能更大地提高热利用率和热工作效果。传统电热源和蒸汽热动力在输送过程中往往配置多台循环风机，使之最终还是间接形成热风进行烘干或供暖操作。这种过程显然存在大量浪费能源及造成附属设备过多、工艺过程复杂等诸多缺点。在本设计系统中采用了串级与比例控制，通过微机控制热风炉拱顶温度和煤气流量，使系统能够很好的保持拱顶温度和高炉送风温度，而且通过废气中的含氧量调节空燃比的大小从而实现最佳燃料。系统设计中还介绍了主系统结构、并按系统要求选择检测元件、执行元件、调节仪表的技术参数，选择调节器结构，并进行参数近似计算。 关键字 热风炉 送风温度 PID控制 Matlab仿真 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc30022 1高炉炼铁工艺 PAGEREF _Toc30022 1 HYPERLINK \l _Toc16393 1.1高炉炼铁工艺流程 PAGEREF _Toc16393 1 HYPERLINK \l _Toc15651 1.2 热风炉设备工艺 PAGEREF _Toc15651 2 HYPERLINK \l _Toc8411 1.3 热风炉工作原理 PAGEREF _Toc8411 3 HYPERLINK \l _Toc19212 1.4热风炉燃烧分析 PAGEREF _Toc19212 4 HYPERLINK \l _Toc22808 2热风炉炉顶温度控制系统设计 PAGEREF _Toc22808 4 HYPERLINK \l _Toc8972 2.1控制变量选择 PAGEREF _Toc8972 4 HYPERLINK \l _Toc23323 2.2控制对象数学模型 PAGEREF _Toc23323 5 HYPERLINK \l _Toc23193 2.2热风炉炉顶温度控制方案 PAGEREF _Toc23193 5 HYPERLINK \l _Toc26825 3控制系统元件选择 PAGEREF _Toc26825 6 HYPERLINK \l _Toc19761 3.1执行器的选择 PAGEREF _Toc19761 6 HYPERLINK \l _Toc5188 3.2传感器的选择 PAGEREF _Toc5188 7 HYPERLINK \l _Toc16023 3.3变送器的选择 PAGEREF _Toc16023 7 HYPERLINK \l _Toc27565 3.4控制器的选择 PAGEREF _Toc27565 8 HYPERLINK \l _Toc8236 4 Matlab仿真设计以及PID参数整定 PAGEREF _Toc8236 10 HYPERLINK \l _Toc20377 4.1仿真方案设计 PAGEREF _T