【正文】 ............................................ 4 第二章 焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................... 6 焦?fàn)t加熱燃燒工藝過程 ............................................................................................. 6 焦?fàn)t加熱控制的難點分析 ......................................................................................... 8 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及過程參數(shù)檢測 ......................................................................... 9 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) ......................................................................................... 9 溫度控制策略設(shè)計 ......................................................................................... 10 過程參數(shù)檢測 ............................................................................................... 11 立火道實際溫度檢測方法的確定 ............................................................... 11 立 火道溫度軟測量 ................................................................................................... 12 立火道溫度軟測量模型的建立 ................................................................... 13 蓄頂溫度檢測點設(shè)置 ................................................................................... 15 第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................. 20 PLC 特點介紹及選型 ............................................................................................... 20 內(nèi)蒙 古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） PLC 特點介紹 ............................................................................................... 20 PLC 選型 ....................................................................................................... 20 上位機(jī)選取 ............................................................................................................... 22 熱電偶選型 ............................................................................................................... 22 控制器 ...................................................................................................................... 24 溫度控制器 ................................................................................................... 24 混煤壓控制器和吸力控制器 ....................................................................... 25 壓力檢測儀表、流量計、變送器及執(zhí)行器 ........................................................... 25 壓力檢測儀表 ................................................................................................ 25 流量計 ........................................................................................................... 26 變送器 ........................................................................................................... 27 執(zhí)行器 ........................................................................................................... 28 第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................. 29 上位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................... 29 焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面 ....................................................................... 30 數(shù)據(jù)顯示畫面 ............................................................................................... 31 下位機(jī)系統(tǒng)主程序流程圖 ....................................................................................... 33 混合煤氣壓力控制回路子程序流程圖 ................................................................... 34 吸力控制回路子程序流程圖 ................................................................................... 35 第五章 結(jié)束語 ......................................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 38 附錄 A 焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面 ..................................................................................... 40 附錄 B PLC 程序 ...................................................................................................................... 41 內(nèi)蒙 古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 致 謝 ........................................................................................................................................ 47 內(nèi)蒙 古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第一章 引 言 焦炭是煉焦工業(yè)最重要的產(chǎn)品，大多 數(shù)國家的焦炭 90%以上用于高爐煉鐵，煉鐵高爐采用焦炭代替木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ)，是冶金史上的一個重大里程碑；冶煉工業(yè)，少量用于制取碳化鈣、二硫化碳、元素磷等。 本控制系統(tǒng)滿足了實際應(yīng)用的需要，對提高焦?fàn)t生產(chǎn)率和焦炭質(zhì)量 ,降低能耗及延長焦?fàn)t壽命 ,減少煉焦生產(chǎn)中的環(huán)境污染以及改善勞動條件具有重要的意義。其控制系統(tǒng)是典型的大慣性、非線性、時變的復(fù)雜系統(tǒng)，因此如何優(yōu)化焦?fàn)t加熱過程控制、降低煉焦能耗、確保焦炭均勻穩(wěn)定成熟、延長焦?fàn)t使用壽命，仍然是煉焦業(yè)界重大難題。 本文在深入進(jìn)行焦?fàn)t加熱燃燒過程工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，提出了控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。可以為企業(yè)創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。另外焦炭也可作為制備水煤氣的原料制取合成用的原料氣。因此，實現(xiàn)焦?fàn)t加熱燃燒過程控制，對于降低焦?fàn)t能耗、提高焦炭質(zhì)量、延長焦?fàn)t壽命、減少環(huán)境污染和改善勞動條件都具有非常重要的意義 [1]。焦?fàn)t加熱生產(chǎn)還極易給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，如果焦?fàn)t控制不好，焦炭加熱不均勻，就會局部生焦造成出焦時冒黑煙，而且加熱煤氣燃燒不完全，也會產(chǎn)生大量黑煙 。從煉焦工藝過程出發(fā)，對此溫度不但要求均勻性，而且要求穩(wěn)定性，此溫度被稱為直行溫度，它準(zhǔn)確是指機(jī)、焦側(cè)各燃燒室平均溫度的控制值。 焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 50 年代初，美國、前蘇聯(lián)等國家就已經(jīng)對焦?fàn)t的操作和控制進(jìn)行了研究，但由于當(dāng)時的科技水平低，焦?fàn)t的工藝和設(shè)備又很復(fù)雜，故進(jìn)展不大。相比而言，我們國家這方面還存在不小的差距。無論控制系統(tǒng)還是控制數(shù)學(xué)模型均充分考慮結(jié)焦特點和先進(jìn)的控制策略，取得較為成熟的運(yùn)行經(jīng)驗。但需要事先確定一個初始供熱量或加熱煤氣流量的經(jīng)驗值 ,實施時不斷調(diào)整。可以在焦?fàn)t加熱智能控制系統(tǒng)采用線性回歸、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等軟測量方法 ,建 立了立火道溫度軟測量模型 ,并采用模糊專家控制進(jìn)行焦?fàn)t燃燒加熱過程優(yōu)化控制系統(tǒng)。但在高爐煤氣主管壓力劇烈波動、 加熱煤氣流量不足時 ,不能指導(dǎo)操作人員進(jìn)行加熱控制 ,只能由操作人員人工分析判斷 ,同時停止使用高爐與焦?fàn)t加熱煤氣加熱 ,也沒有充分利用高爐煤氣。相反如果在相同的結(jié)焦周期中，焦?fàn)t溫度過高，焦餅收縮過頭，焦炭過于成熟，焦炭硬度高、密度 小，推焦電流小，而且引起在推焦過程中產(chǎn)生的煙塵量。分析到這些因素與立火道目標(biāo)溫度的相關(guān)性都很大，采用線性回歸的方法建立火道溫度模型，得到目標(biāo)溫度設(shè)定值。 內(nèi)蒙 古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第二章 焦?fàn)t加熱控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 焦?fàn)t加熱燃燒過程中各種溫度、流量、壓力等參數(shù)太多，而其中大部分參數(shù)關(guān)系到加熱燃燒過程中焦炭成熟的好壞。 深入了解焦?fàn)t生產(chǎn)工藝過程的基礎(chǔ)上，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計要求，從整體的角度上提出了控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，通過西門子 S7300 系 列 PLC 對各類參數(shù)，包括溫度、流量和壓力等的在線檢測，以及 采用 MCGS 組態(tài)平臺 對工藝流程的實時監(jiān)控，采用軟測量的方法實現(xiàn)立火道溫度的優(yōu)化控制。焦?fàn)t是由一系列的炭化室和燃燒室相互間隔組成，炭化室與燃燒室的底部是蓄熱室。每個燃燒室又包括一定數(shù)量的立火道，其中每兩個立火道作為一對，組成一個氣體通路，其兩端分別和下面的蓄熱室相連。從 裝煤到煤完全成熟變?yōu)榻固康臅r間稱為結(jié)焦周期，可以看出結(jié)焦周期主要與煤的品質(zhì)和炭化室的溫度決定的。另外，為了使推焦順利，焦?fàn)t炭化室通常為楔形，即焦側(cè)寬度大于機(jī)側(cè)，因此，在對炭化室加熱時，焦側(cè)燃燒室的溫度要高于機(jī)側(cè)燃燒室的溫。為使狹長的炭化室中的煤料均勻獲取熱量，由機(jī)側(cè)和焦側(cè)分別供熱，因內(nèi)蒙 古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 此，一座焦?fàn)t實際上是兩組加熱爐群的集合體。對于這個過程的研究，國內(nèi)外焦化學(xué)者仍 在繼續(xù)進(jìn)行研究。生產(chǎn)產(chǎn)量決定了焦?fàn)t結(jié)焦時間，焦?fàn)t結(jié)焦時間以及