【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計 說明書 （ 畢業(yè) 論文） 題 目： 加熱爐溫度控制系統(tǒng) 設(shè)計 與仿真 研究 學(xué)生姓名： 潘 凱 學(xué) 號： 202140503222 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 班 級： 測控 042 班 指導(dǎo)教師： 閆 俊 紅內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） I 加熱爐溫度控制系統(tǒng) 設(shè)計與 仿真 研究 摘 要 在鋼鐵企業(yè)中，為了將鋼坯加熱到軋制所規(guī)定的工藝要求，必然地要求對加熱爐內(nèi)的溫度進(jìn)行有效的控制，使之保持在某一特定的范圍內(nèi)。而溫度的維持又要求燃料在爐內(nèi)穩(wěn)定地燃燒。加熱爐燃燒過程是受隨機(jī)因素干擾的，具有大慣性、 純滯后的非線性過程。 本設(shè)計針對加熱爐燃燒控制系統(tǒng)，主要介紹的控制方案有單回路控制系統(tǒng)、串級比值控制系統(tǒng)、單 交叉 限幅控制系統(tǒng)、雙 交叉 限幅控制系統(tǒng)，并對每一種控制方案進(jìn)行了理論分析。運(yùn)用 MATLAB 軟件對溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的仿真和性能分析。通過分析比較可以得出結(jié)論，雙 交叉 限幅對加熱爐溫度的控制優(yōu)于其它的控制方案。 雙 交叉 限幅的爐溫控制系統(tǒng) 使 煤氣流量和空氣流量相互限制，既防止了燃燒中冒黑煙，也防止 了空氣過剩，達(dá)到控制加熱爐溫度，提高煤氣燃燒率，避免環(huán)境污染等 目的。 關(guān)鍵詞： 加熱爐 ； 單交叉限幅控制 ；雙交叉 限幅控制 ； MATLAB 仿真 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） II Temperature Control of Heating Furnace System Design and Simulink Study Abstract In the enterprises where producing iron and steel, in order to heat up billet to the technological requirements of rolling, the temperature inside the furnace must be controlled effectively so that it remains in a specific range. Maintaining the temperature needs the stable burning of fuel inside the furnace. Furnace bustion process is a nonlinear process which is subject to the random interference, great inertia and the pure time delay. The design for the furnace bustion control system is mainly on the control of a singleloop control programme, the ratio of cascade control system, control system limiting unilateral, bilateral limiting control system, and analyses each of the control programme on theory. Using MATLAB software makes a more prehensive simulation and performance analysis on the temperature control system. Through analysis and parison we can conclude that bilateral limiting control system is superior to others in the furnace temperature control. The temperature control system of bilateral limiting control system makes gas flow and air flow restrict on each other, which not only prevent the burning of black smoke, but also prevent the excess air, to reach the purposes of controlling the furnace temperature, enhancing the rate of bustion gas and avoiding pollution and others. Key words: furnace。 singlelimiting control。 bilaterallimiting control。 MATLAB Simulation 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract....................................................................................................................................... II 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 概述 ............................................................................................................................. 1 國內(nèi)現(xiàn)狀 ..................................................................................................................... 2 本設(shè)計的研究內(nèi)容 ..................................................................................................... 2 第二章 加熱爐工藝簡介 .......................................................................................................... 3 加熱爐的組成 ............................................................................................................. 3 加熱爐的溫度加熱方式 ............................................................................................. 3 加熱爐工藝流程 ......................................................................................................... 3 加熱爐溫度控制要求 ................................................................................................. 5 燃燒系統(tǒng) .......................................................................................................... 6 爐膛負(fù)壓 .......................................................................................................... 7 空燃比 ......................................................................................................................... 8 第三章 加熱爐的溫度控制系統(tǒng) ............................................................................................ 10 單閉環(huán)控制系統(tǒng) ....................................................................................................... 11 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng) ................................................................................................... 12 串級比值燃燒控制系統(tǒng) ........................................................................................... 13 單交叉限幅燃燒控制系統(tǒng) ....................................................................................... 15 單交叉限幅燃燒控制 系統(tǒng)工作原理 ............................................................ 15 單交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)特點(diǎn) .................................................................... 17 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） IV 雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng) ....................................................................................... 17 雙交叉限幅燃 燒控制原理圖 ........................................................................ 17 雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)的工作原理 ........................................................ 18 雙交叉限幅燃燒控制特點(diǎn) ............................................................................ 20 第四章 加熱爐 溫度控制系統(tǒng)仿真 ........................................................................................ 23 對象模型的建立 ....................................................................................................... 23 系統(tǒng)各裝置數(shù)學(xué)模型的建立 ................................................................................... 24 仿真軟件簡介 ........................................................................................................... 26 加熱爐爐溫控制系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 ....................................................................... 27 爐溫單回路控制仿真 .................................................................................... 27 燃料空氣串級比值控制仿真 ........................................................................ 31 單交叉限幅控制仿真 .......................