【正文】 而變化，副控器最好不帶積分作用，因?yàn)榉e分作用會使跟蹤變得緩慢，當(dāng)選流量作為副參數(shù)時，為保穩(wěn)定，P較大，可引入積分，即采用PI，以增強(qiáng)控制作用；副控制器的微分作用也是不需要的，因?yàn)楫?dāng)副控制器有微分作用時，一旦主控制器的輸出稍有變化，控制閥就將大幅度地變化，這對控制也是不利的。根據(jù)工藝的要求和控制規(guī)律的特點(diǎn)，從串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)看,主環(huán)是一個定值系統(tǒng)，主控制器起著定值控制作用。適合于調(diào)節(jié)通道時間或容量滯后較大、負(fù)荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。比例積分微分控制規(guī)律(PID)的特點(diǎn)是：在增加了微分作用后，控制器的輸出不僅與偏差的大小和存在的時間有關(guān)，而且還與偏差的變化速度成比例，這就可以對系統(tǒng)小的容量滯后起到超前補(bǔ)償作用，并且對積分作用造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定性也有所改善。它適用于調(diào)節(jié)通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、被控變量又不允許有余差的場合。比例積分控制規(guī)律(PI)的特點(diǎn)是：控制器的輸出不僅與偏差的大小成比例，而且與偏差存在一定的函數(shù)關(guān)系。比例控制器適用于調(diào)節(jié)通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、控制要求不高、被控變量允許在一定范圍內(nèi)有余差的場合。只具有比例控制規(guī)律的控制器稱為比例控制器。它能較快地克服擾動的影響，過渡過程時間短。 控制規(guī)律的選擇控制器主要有三種控制規(guī)律：比例控制規(guī)律、比例積分控制規(guī)律、比例積分微分控制規(guī)律，分別簡寫為P、PI和PID。擔(dān)負(fù)著整個控制系統(tǒng)的“指揮”工作，正確地選用控制器，可以大大改善和提高整個過程控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。整個燃燒控制系統(tǒng)分為以下模塊：爐溫選擇控制、煤氣/空氣燃燒控制、爐壓控制等。當(dāng)鋼坯被輸送到出爐位置，且已達(dá)到所要求的出爐溫度，當(dāng)接到允許出鋼信號時，鋼坯加熱結(jié)束，由出料懸臂輥道從出料爐門送出，送往軋機(jī)進(jìn)行軋制。步進(jìn)梁的進(jìn)后運(yùn)動多采用油壓傳動方式，上下運(yùn)動可以采用油壓傳動也可以采用電動方式。鋼坯位于固定梁上，移動梁反復(fù)地進(jìn)行上升、前進(jìn)、下降、后退的矩形運(yùn)動，移動梁的每一個循環(huán)運(yùn)動帶動鋼坯在爐前進(jìn)一步，而且保證鋼坯沒有任何滑動。 圖一圖1回?zé)崾綗峤粨Q器和空氣溫度如圖2 圖2底部區(qū)如圖3 圖3 鋼坯加熱是熱軋生產(chǎn)工藝過程中的重要工序。關(guān)于加熱工藝，爐子被劃分成“區(qū)”。均熱段位于出料端，爐氣溫度與金屬料溫度差別很小，保證出爐料坯的斷面溫度均勻。進(jìn)料端為預(yù)熱段，爐氣溫度較低，其作用在于充分利用爐氣熱量，給進(jìn)爐板坯預(yù)熱到一定溫度，以提高爐子的熱效率。燃料為混合煤氣，板坯加熱溫度可達(dá)1250℃。在鋼鐵企業(yè)中，軋鋼系統(tǒng)的各種加熱爐是能源消耗大戶，如何在滿足軋機(jī)對鋼坯溫度性能要求的情況下，最大限度地提高加熱爐的熱效率，降低能源消耗，這是當(dāng)前加熱爐專業(yè)及加熱爐控制專業(yè)的一個共同課題。三、 加熱爐工藝流程及控制簡介 （1）步進(jìn)梁式爐為兩面供熱步進(jìn)式爐，活動梁和固定梁上都安設(shè)有能將鋼壞架空的爐底水管。（2）了解對步進(jìn)式加熱爐的爐溫控制、煤氣/空氣流量控制、爐壓控制等功能，完成控制方案設(shè)計。 過程控制課程設(shè)計報告 (步進(jìn)式加熱爐) 姓名:王敏 班級:儀1042 學(xué)號:101844081專業(yè):測控技術(shù)與儀器日期:201416目錄 一、設(shè)計目標(biāo)二、主要工作內(nèi)容及要求三、步進(jìn)式加熱爐工藝流程及控制簡介四、PLC系統(tǒng)硬件選型與系統(tǒng)連接五、煤氣/空氣流量控制、加熱爐的爐溫控制、爐壓控制技術(shù)方案 六、步進(jìn)式加熱爐控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件系統(tǒng)介紹 步進(jìn)式加熱爐控制系統(tǒng)的監(jiān)控顯示畫面 系統(tǒng)流程圖七、附錄 附錄A 附錄B八、設(shè)計總結(jié)一、設(shè)計目標(biāo) 以鋼鐵企業(yè)常見的“步進(jìn)梁式加熱爐”為對象，采用PLC為控制系統(tǒng)硬件，圍繞工藝要求，完成控制系統(tǒng)方案設(shè)計。 二、主要工作內(nèi)容及要求（1）通過查閱文獻(xiàn)，了解步進(jìn)式加熱爐工藝流程。（3）了解常見的PLC系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)軟件及應(yīng)用，完成加熱爐自動控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、硬件選擇設(shè)計及組態(tài)畫面設(shè)計。在鋼壞的上部爐膛和下部爐膛都設(shè)置燒嘴，因此爐底強(qiáng)度較高，適用于產(chǎn)量很高的板壞或帶鋼軋前加熱。國內(nèi)某鋼鐵公司的步進(jìn)式加熱爐主要用來給碳素結(jié)構(gòu)鋼加熱，爐子全長56740mm，有效爐長為50000mm，爐寬12600mm，最大產(chǎn)量400t/h(最長板坯、冷裝料)，步進(jìn)梁的步距為200/500mm，步進(jìn)周期為45s。一般情況下，加熱爐沿爐膛長度方向分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段。加熱段為主要供熱段，爐氣溫度較高，以利于實(shí)現(xiàn)板坯的快速加熱，保證板坯加熱到要求的目標(biāo)溫度。一般用于加熱小斷面料坯的爐子只有預(yù)熱段和加熱段。這些區(qū)如下：1個換熱區(qū)； 7個頂部區(qū)：頂部區(qū)（區(qū) 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13）；7個底部區(qū)：底部區(qū)（區(qū) 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14） 概觀如圖1。其生產(chǎn)過程如下：對于步進(jìn)式加熱爐，鋼坯的移動是通過固定梁和移動梁的周期運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。傳動機(jī)構(gòu)的上下運(yùn)動和前后運(yùn)動分別是由獨(dú)立的機(jī)構(gòu)完成的。鋼坯被送到加熱爐外的上料輥道上，經(jīng)過測長后，從裝料爐門進(jìn)入爐內(nèi)，然后在爐內(nèi)懸臂輥道上進(jìn)行對中定位，通過移動梁步進(jìn)機(jī)械的周期運(yùn)動，一步步地前進(jìn)。（2）加熱爐控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加熱爐自動化控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場設(shè)備(L0)、基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)(L1)、過程控制計算機(jī)系統(tǒng)(L2)三部分，如圖4圖4（3）加熱爐燃燒控制系統(tǒng)由許多模塊組成，實(shí)現(xiàn)了鋼坯加熱過程中有關(guān)參數(shù)測控和管理的集中化。四、 PLC系統(tǒng)硬件選型與系統(tǒng)連接 控制器的選擇控制器是常規(guī)儀表控制系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)。該控制系統(tǒng)包含流量、溫度和壓力三種控制器，所以必須根據(jù)實(shí)際的工藝要求選擇合適的控制器。比例控制規(guī)律（P）的特點(diǎn)是：控制器的輸出信號與輸入信號(偏差)成比例，即閥門的開度變化與偏差變化有對應(yīng)關(guān)系。但是，純比例控制器在過渡過程結(jié)束后仍然存在余差，而且負(fù)荷變化越大，余差也越大。比例控制規(guī)律是最基本的控制規(guī)律，它既可以單獨(dú)采用，又可以與其他控制規(guī)律結(jié)合在一起用，具有結(jié)構(gòu)簡單，整定方便的優(yōu)點(diǎn)。例如，一般的精餾塔塔底液面、貯槽液面、冷凝器液面和次要的蒸汽壓力控制系統(tǒng)，均可采用比例控制器。具有比例積分控制規(guī)律的控制器稱為比例積分控制器，比例積分控制規(guī)律是一種應(yīng)用最為廣泛的控制規(guī)律。例如，流量控制系統(tǒng)、管道壓力控制系統(tǒng)和某些要求嚴(yán)格的液位控制系統(tǒng)普遍采用比例積分控制器。把具有比例、積分、微分控制規(guī)律的控制器稱為PID控制器，又稱三作用控制器，比例積分微分控制規(guī)律綜合了多種控制規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的控制規(guī)律。目前用較多的是溫度控制系統(tǒng)。溫度是主變量，為了主變量的穩(wěn)定，主控制器必須具有積分作用，它的控制通道時間或容量滯后較大、