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机电控制及运用课程作业作业名称: 加热炉温度调节过程控制 学生姓名: 学 号: 班 级: 指导教师: 作业时间: 工厂加热炉温度调节过程控制工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。下面就以加热炉的温度调节为例,介绍加热炉温度调节过程控制的原理、方法、手段及框图。加热炉的工作原理对于加热炉,是通过热传导的方法将燃料燃烧的能量传递给炉子,来提供热能。加热炉被广泛应用于工业生产中,可以通过调节输出功率来控制温度,进而得到较好的控制性能,故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。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。加热炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要,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。加热炉温度调节的控制图实现温度的控制要求。加热炉设备主要工艺流程图如图一所示。图一 加热炉设备主要工艺流程图加热炉温控制系统结构如图二所示, 该系统主要由调节对象(加热炉)、检测元件(测温仪表) 、变送器、调节器和执行器等 5 个部分组成,构成单回路负反馈温度控制系统。图二 加热炉温度控制系统结构图加热炉温度控制系统整体控制流程图如下图三所示:图三 加热炉温度控制系统整体控制流程图其中,调节器采用数字 PID 算法,Q g 为燃料流量, 为物料出口温度,加热炉作为控制对象。温度的控制手段及方法采用技术成熟的 PID 算法,并加入积分调节器,相当于能自动调节控制常量,消除静差,使系统趋于稳定。在 PI 调节器的基础上再加上微分调节器,组成比例、积分、微分(PID)调节器,微分调节器的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。通过对加热炉的温度调节过程控制的分析,认识到工厂过程控制在生产过程中起到了至关重要的作用,只有严谨的过程控制,才能在工业生产中对实施状况进行监控,及时发现偏差,进行纠正。以保证生产目标有效实现。
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