基于DCS的钢厂加热炉控制系统设计.docVIP

/SHANGJIANFANG123 /SHANGJIANFANG123 毕业设计（论文） 开题报告 论文题目： 基于DCS的钢厂加热炉控制系统设计 学生姓名： 专业班级： 学 号： 9 指导教师： 年 月 日 填写说明： 1．题目的背景和意义 对题目的出处，背景和意义进行说明论述，不少于300字。 2．题目研究现状概述 通过调研和查阅文献，对题目所涉及的技术、理论和研究成果进行说明论述，不少于1000字。 3．题目要完成的主要内容和预期目标 对题目要完成的主要内容进行说明，并说明达到的预期目标， 不少于300字 4．进度计划 从设计开始的教学周起，依据任务书的进度安排进行细化并以周为单位给出主要工作和完成的任务。 5． 参考文献 对2引用的资料、论文或著作按照引用顺序列出参考文献（格式同论文《参考文献》）。不少于10篇（其中近3年的文献占1/3以上）， 注：相应栏不够时自动加页。 排版要求：正文，宋体，小四，行距固定值20磅 要求学生在毕业设计（论文）开始后的第2周末完成《开题报告》，并交到指导教师评阅（交电子稿和双面打印稿）。 辽宁石油化工大学 顺华能源学院 Shunhua Energy Institute PAGE 第PAGE 4页  1．题目的背景和意义 集散控制系统（DCS）是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统，综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术，采用了多层分级的结构，适用于现代化生产的控制与管理需求，目前，已成为工业过程控制的主流系统。 ?　 ?　加热炉是钢铁企业热轧生产的关键设备之一,其性能直接影响产品质量，钢坯成材率、轧机设备寿命以及整个主轧线的有效作业率。由于对加热炉的性能要求越来越高, 相应地对其DCS 系统的故障诊断和处理能力也提出了很高的要求。随着控制、计算机、通讯等理论和技术的发展进步,集散控制系统(DCS)已经广泛应用于现代先进的轧钢加热炉的过程控制。DCS系统针对控制器本身或者单体检测执行仪表的诊断能力相对较强。与之相比,面向过程对象、联系系统各级的综合性故障分析和诊断能力存在较大的滞后。在发生故障时,往往仅能依靠有关专业人员的实际经验和技能进行故障分析和处理。同时由于企业的人员流动、现场资料的保存不善和开发者本身的逐渐遗忘,造成故障处理的时间相对较长,重复故障发生的可能性增加, 甚至由于专业技术人员的缺乏或失误造成更严重的故障和事故。所以,将众多专业技术人员或专家的诊断知识和经验汇集起来,建立智能的故障诊断程序,使计算机能自动进行在线和离线的故障诊断, 解决对系统故障处理单纯依靠专业技术人员经验的薄弱局面十分必要。 2．题目研究现状概述 国内外都有一些文章介绍了加热炉的工作原理及加热炉计算机控制系统。V.I.Lebedev和V.A.Sokolov在《加热炉模型复杂热交换的对流元件的研究》[1]一文中就具体说明了加热炉热交换的工作过程。I.S.Vollvik、V.M.Kulikov等发表的文章《自动加热炉常规控制系统》[2]中详细地介绍了加热炉常规控制系统的发展及构成。另外，S.H.Yang,X.Chen和J.L.Alty在《基于互联网的过程控制系统设计问题与实现》[3]一文中具体的介绍了过程控制系统的结构和设计方法。 加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，在轧钢生产中占有十分重要的地位，它的生产任务是按轧机轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度和水平加热质量，并且在优质高产的前提下尽可能地降低燃料消耗，减少氧化和烧损。为了实现高效节能，减少污染的目标，轧钢加热炉将向自动化和计算机控制方向进一步发展。 作为冶金企业最主要的耗能设备，在轧钢等热加工生产中，加热炉的能耗量占了主要的比例，占全线能耗量的70%以上。另外，目前我国轧钢加热炉的热效率较低，据统计，步进式的加热炉的热效率只有3596，因此，如何提高加热炉的自动控制水平，提高加热炉的热效率，降低能耗，实现加热炉的优化控制是当前加热炉的技术改造以及节能工作中具有深远意义的课题。加热炉在保证安全运行及完成加热钢坯任务的同时，还要考虑高效及经济地燃烧。如何采用合理有效的控制策略，当加热炉控制系统的负荷及煤气的质量等因素发生波动时，仍然能使加热炉内的炉膛温度、炉膛压力、排烟温度等参数稳定在控制范围之内，并且能够使加热炉工作在最佳燃烧区内，提高产品质量且能节约能耗、减少加热钢坯的氧化铁皮、降低对环境造成的污染等等。 ? 加热