基于PLC加热炉

1、基于基于PLCPLC的加热炉的加热炉DCSDCS系统设计系统设计 指导老师：黄江平 学生：李泽贤、张旭乾1.研究背景和意义 随着人口不断变多及社会发展，能源危机状况日益加重。在上世纪发生过一次石油危机过后，开发新能源和对节能研究就被世界各国所重视。冶金行业消耗大量能源，加热炉占工业耗能的四分之一。 加热炉的作用是将物料或工件加热，达到要求温度。加热炉对温度控制十分重要。但燃烧过程，易受到外界的干扰。单靠人为操作，很难实现精确的控制。一旦操作不当，就会使加热炉的燃气气压不稳。这样就会产生安全隐患。因此设计一个稳定的控制系统对加热炉进行控制是十分重要的。这符合提高能源利用率，节约资源的要求。2.加

2、热炉控制系统CAD图介绍3.控制策略3.1燃料流量的控制系统设计 剧烈燃烧时，因为空气与煤气流量管道得差别，会有缺氧与过氧燃烧现象。应采用双交叉限幅控制。3.2压力的控制系统 压力控制系统基本控制包括空气、煤气和炉内气压的控制。其主要任务是保证空气和煤气压力稳定，炉内压力呈微正压，为煤气的顺利燃烧创造良好条件。4.PLC硬件接口设计PLCSM431SM431SM431SM431SM431SM432温度1温度2压力流量1流量2SM432SM432SM421SM422温度阀TV206压力阀流量阀温度1温度压力流量1流量2压力阀流量阀TE201TE206PE201FE201FE206PV201FV2

3、01TE202TE207PE202FE202FE207PV202FV202TE203TE208PE203FE203FE208PV203FV203TE204TE209PE204FE204FE209PV206FV204TE205TE210PE205FE205FE210 FV205PE206 FV206PE207 FV207PE208 FV2085.一次仪表选型5.1温度测量仪表的选型温度测量仪表的选型 单铂铑-铂热电偶使用上限较高，准确度高，性能稳定，复现性好。但单铂铑-铂热电偶价格昂贵，所以多用于精密测量。 镍铬-镍硅热电偶热电动势大，线性好，稳定性好，价廉。在一千多摄氏度过久地运行可能导致热电

4、动势漂移。多用于工业测量。 铂热电阻的性能较好，适用温度范围为-200到960。铂热电阻在氧化型介质中较稳定。铂热电阻特性近于线性、性能稳定、准确度高。铂热电阻适于较高温度的测量，可作标准测温装置。5.25.2压力测量仪表的选型压力测量仪表的选型智能压力变送器1151 G有许多优点。精度0.1%；智能、低功耗电路；结构小巧、坚固、抗振；模块化结构，阴尼可调。6.节流装置、控制阀参数计算6.1控制阀参数计算 目前国际上推荐使用膨胀系数法来解决这个问题。这种方法考虑了阀的结构对流体压力恢复的影响，并以实际数据作为依据，因此比较合理也具有一定的精确度。最大体积流量（标准状态）。正常体积流量（标准状态

5、）。标准状态下（273K、1.013*）密度（标准状态）。气体压缩系数Z。气体分子量M。调节阀上的压降(SI制单位用)。阀前压力（SI制单位用）。气体相对密度G（空气为1）。气体绝热指数k。介质入口温度（K）。 计算步骤：计算压差比及比热系数：选择调节阀类型。查表找出临界压力比系数。由于选择的调节阀为蝶阀90全开，查表找出临界压力比系数。计算膨胀系数：判断调节阀是否为阻塞流。当 时为非阻塞流；反之为阻塞流。根据不同公式，计算比较得出最大的C值。查表得到的比值。初步选定调节阀口径d。然后与管径D比较，若dD则需要进行管件形状修正。1/ PP4 . 1/kFTFYk31TkF6.2节流装置参数计算

6、现以下均热段煤气为例，说明参数计算过程。计算如下：已知条件：被测流体：煤气最大流量：2944(标况)；平均流量：2208 (标况)；最小流量：736(标况)； 标准状态：0，101325Pa；工作压力：P=490000Pa；平均温度：t=300；当地大气压： =100900Pa；相对湿度：=0%；标准状态下介质密度： =0.8800 被测介质的动力粘度： Pas；气体压缩系数：Z=1；等熵指数：k=1.36；管道口径：D=0.377m；管道粗糙度：K=0.1；610*15.10uatmP0辅助计算：工作绝对温度： =273.15+300=573.15K工作绝对压力： =100900+49000

7、0=590900Pa工作状态下煤气密度：管道相对粗糙度：求工作状态体积流量：求雷诺系数：t01TTPPPatm10719. 01*15.573101325*59090015.273*8800. 0*101001ZTPPT433k10*65. 210*377. 01 . 010*KDFh/m2721.105915.273*59090015.573*101325*294430110V0maxmaxTPTPQQVh/m8180.26415.273*59090015.573*101325*73630110V0minminTPTPQQV7039377. 0*10*15.10*36000719. 0*2721.1059*436004e61maxmaxDQRV1760377. 0*10*15.10*36000719. 0*8180.264*436004e61minminDQRV计算不变数：求:调用MATLAB的fsolve函数求解非线性方程：得：=0.2423计算孔径 d=*D=0.2423377=91.3471mm0353. 00719. 0*