蓄热式步进加热炉电气控制系统设计毕业论文.doc

蓄热式步进加热炉电气控制系统设计毕业论文 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 III 第1章 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外研究现状 1 1.2.1步进式炉的现状 1 1.2.2蓄热式炉的现状 2 1.3 加热炉控制系统的概况 2 1.3.1 PLC及DCS控制技术 3 1.3.2全数字式传动技术的应用 3 1.3.3现场总线技术的应用 3 1.3.4计算机网络技术的应用 3 1.4 本课题的主要研究工作 4 第2章 加热炉本体系统和汽化冷却系统 5 2.1 加热炉本体系统电气控制 5 2.1.1助燃风机的控制 5 2.1.2煤气侧引风机的控制 5 2.1.3空气侧引风机的控制 5 2.1.4点火风机的控制 5 2.1.5煤气主管电动蝶阀的控制 5 2.1.6风冷管电动阀 6 2.1.7装钢机的控制 6 2.1.8出钢机的控制 6 2.1.9装料炉门升降装置的控制 6 2.1.10出料炉门升降装置的控制 6 2.1.11步进梁的控制 7 2.2 加热炉本体系统仪表控制 7 2.2.1蓄热烧嘴燃烧控制 7 2.2.2炉膛温度调节 8 2.2.3空燃比控制调节 8 2.2.4炉膛压力调节 8 2.3 汽化冷却系统电气控制 8 2.3.1 循环泵的控制 8 2.3.2 给水泵的控制 8 2.3.3 软水泵的控制 8 2.4 汽化冷却系统仪表控制 9 2.4.1 汽包水位调节 9 2.4.2 汽包压力控制 9 2.4.3 除氧器水位调节 9 2.4.4 除氧器压力控制 9 2.4.5 软水箱水位调节 9 2.5 本章小结 9 第3章 电气自动化系统总体结构 10 3.1 加热炉基础自动化系统（L1） 10 3.1.1 主机及PLC 10 3.1.2 操作站及远程I/O 11 3.1.3 软件开发平台 11 3.2 L2级计算机系统 12 3.2.1 硬件配置 12 3.2.2 计算机系统软件开发平台 12 3.3 加热炉温度控制系统 13 3.3.1 系统工作原理 13 3.3.2 PID控制器基本概念 13 3.3.3 闭环控制系统特点 14 3.4 PLC的基本概念 15 3.5 本章小结 17 第4章 炉区电气控制设计 18 4.1 加热炉电控的操作方式 18 4.2 板坯库的电气控制 18 4.3 装炉侧电气控制 19 4.3.1上料控制 19 4.3.2板坯称重及测量 21 4.3.3炉前辊道控制 21 4.3.4入炉定位辊道 22 4.3.5装钢控制 25 4.3.6装料炉门 29 4.4 炉底步进机械电气控制 29 4.4.1步进梁升降 30 4.4.2步进梁平移 31 4.4.3步进梁周期动作 32 4.4.4步进梁的保护 33 4.4.5报警 33 4.4.6与其他设备的连锁 34 4.5 出炉侧电气控制 34 4.5.1出钢控制 34 4.5.2出炉辊道控制 37 4.5.3出料炉门升降装置 37 4.6 板坯跟踪 38 4.6.1跟踪断的划分 38 4.6.2辊道跟踪 38 4.6.3加热区跟踪 39 4.6.4跟踪转换 39 4.7 辊道间的配合运行 40 4.8 本章小结 40 结论 41 参考文献 42 致谢 43 第1章 绪论 1.1 研究背景 能源的竞争是钢铁工业正在面临的挑战，降低能源消耗、建立环境友好的钢铁企业已经成为钢铁工业可持续发展的一个重要方面，也是钢铁工业利润增长的一个重要的基础工作。中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议中也提出，“十一五”期间单位国内生产总值能源消耗要比“十五”期末降低20%左右，重点抓好冶金、建材、化工、电力等行业的节能降耗工作。轧钢加热炉的能源消耗约占冶金行业能源消耗的10%左右，其中轧钢加热炉又占了75%至80%。中国冶金行业的轧钢加热炉在产量、炉型结构、机械化、自动化水平及理论操作上与国外还存在一定的差距，炉子吨钢燃耗高、效率低，造成了能源的极大浪费因此提高加热炉效率、搞好加热炉节能工作，是降低轧钢生产成本，实现钢铁企业可持续发展的有效方法之一。 因此，要想提高燃料利用率，降低能源消耗，减少钢坯氧化烧损，提高加热质量，从而充分创造整个轧线生产过程的经济效益，就要合理地选用加热炉。炉型结构的选择：炉型结构是加热炉节能与否的先天性条件，因此在加热炉新建时应该尽量考虑到加热炉节能的需要。炉型结构的新建或改造，要使燃料燃烧尽可能多的在炉膛内发生，减少出炉膛的烟气热损失；要尽可能多的江烟气余热回收到炉膛中来，提高炉子的燃料利用系数；尽量的减少炉膛各项固定热损失，提高炉子热效率。 减少炉膛热损失：炉膛热损失主要包括水冷、炉门辐射、逸气、炉衬散热等热量损失。减少这部分热量可以大幅度降低单耗。