现代工业窑炉智能控制系统研究
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焚烧中控总结1. 引言在现代工业生产过程中,焚烧中控系统扮演着至关重要的角色。
通过对焚烧过程的监控和控制,焚烧中控系统可以确保炉内温度、压力和气体浓度等参数在安全范围内稳定运行,提高生产效率和质量。
本文将对焚烧中控系统进行总结,包括其原理、应用领域和发展趋势等方面的内容。
2. 焚烧中控原理焚烧中控系统的原理是通过传感器采集炉内各项参数的数据,经过处理后发送给控制器,再由控制器根据设定的规则和算法,对炉内的各个执行器进行控制。
其中,传感器的选择和布置位置十分重要,需要根据具体的焚烧过程和要求进行合理的设计。
控制器则负责对传感器数据进行处理和分析,在保持焚烧过程稳定的同时,实现对参数的可调节性。
3. 焚烧中控的应用领域焚烧中控系统广泛应用于以下领域:3.1 垃圾焚烧随着城市化进程的加快以及人们生活水平的提高,垃圾的产生量也大幅增加。
垃圾焚烧是一种常见的处理方式,焚烧中控系统可以对焚烧炉的温度、压力和废气排放等进行精确监控,实现垃圾的高效燃烧和资源化利用。
3.2 工业炉窑焚烧中控系统在工业炉窑中的应用十分广泛。
例如,在钢铁行业中,焚烧中控系统可以监控和控制高炉炉温和煤气成分,确保高炉正常运行;在陶瓷行业中,焚烧中控系统可以对窑炉的温度和氧化还原环境进行精确控制,保证产品质量。
3.3 发电厂发电厂焚烧中控系统主要用于监控和控制锅炉的燃烧过程。
通过精确调节炉内的燃烧参数,焚烧中控系统可以提高锅炉的燃烧效率,降低燃料消耗,达到节能减排的目的。
4. 焚烧中控系统的发展趋势随着科技的不断进步,焚烧中控系统在性能和功能上也在不断提高和完善。
以下是目前焚烧中控系统的几个发展趋势:4.1 智能化焚烧中控系统将向着智能化方向发展,通过人工智能和机器学习的应用,实现对焚烧过程的自动化控制和优化。
智能化的焚烧中控系统能够根据当前的工况和环境条件,自动调节参数,提高稳定性和效率。
4.2 通信网络化随着物联网技术的成熟和推广,焚烧中控系统将逐渐实现与其他设备和系统的互联互通。
工业窑炉的概念工业窑炉是一种用于加热物体的设备,主要用于加热和处理金属、玻璃、陶瓷、石材等材料,以达到特定的物理、化学或材料学要求。
窑炉的概念涉及到其结构、工作原理、应用领域和分类等多方面内容。
下面将从这些方面详细介绍工业窑炉的概念。
窑炉的结构一般由加热室、加热元件、控制系统和排放系统组成。
加热室一般是一个封闭的空间,用于容纳待加热物体。
加热元件通常是在加热室中产生并传递热量的部件,常见的有电加热元件、气体燃烧器和燃油喷油器等。
控制系统主要负责控制加热温度、时间和其他参数,以保证加热过程的稳定和可靠性。
排放系统则用于排除燃烧产生的废气和废渣。
窑炉的工作原理主要是通过加热元件产生的热量传递给待加热物体,使其温度升高并实现特定的物质变化。
加热室中的空气和燃料在燃烧过程中产生高温气体,这些高温气体通过对流和辐射等方式传递给待加热物体。
在炉内,待加热物体接受到热量后,其内部分子开始运动,产生应力、形变或化学反应,从而实现物质的热处理、熔化或变形等目的。
工业窑炉的应用领域十分广泛,包括冶金、玻璃、陶瓷、石材、塑料、纤维和电子等行业。
在冶金行业,窑炉主要用于金属的熔炼、锻造、淬火和退火等工艺。
在玻璃行业,窑炉则主要用于玻璃的熔化、成型和退火等处理。
在陶瓷行业,窑炉被用来烧制陶瓷制品,如陶瓷器皿、砖瓦和瓷砖等。
在石材行业,窑炉用于石材的烧结、热处理和表面修饰等工艺。
此外,窑炉在塑料加工、纤维制造和电子组装等领域也有广泛应用。
根据不同的加热原理和使用目的,工业窑炉可以分为多个不同的类型。
常见的窑炉类型包括电阻加热窑炉、感应加热窑炉、燃气窑炉、燃油窑炉、煤炭窑炉和太阳能窑炉等。
在电阻加热窑炉中,通过通电的加热元件直接产生热量;在感应加热窑炉中,则利用交变电磁感应产生加热效应。
而燃气窑炉、燃油窑炉和煤炭窑炉则是通过燃料燃烧产生热能。
太阳能窑炉则是利用太阳能对待加热物体进行加热。
不同类型的窑炉适用于不同的加热需求,选择适合的窑炉类型可以提高加热效率和质量。
我国工业炉窑优化控制技术现状对于工业炉窑的接触和认识还是从《热工过程及设备》和《热能工程进展概论》相关专业课程的学习开始的,在我国工业炉中并不包括高炉,平炉和转炉的,而仅仅指轧钢加热炉、锻造炉、热处理炉、窑炉和熔化炉等,工业窑炉按供热方式分为两类:一类是火焰窑炉(或称燃料窑炉),用固体、液体或气体燃料在窑炉内的燃烧热量对工件进行加热;第二类是电窑炉,在窑炉内将电能转化为热量进行加热。
工业窑炉按热工制度又可分为两类:一类是间断式窑炉又称周期式窑炉,其特点是窑炉子间断生产,在每一加热周期内窑炉温是变化的,如室式窑炉、台车式窑炉、井式窑炉等;第二类是连续式窑炉,其特点是窑炉子连续生产,窑炉膛内划分温度区段。
在加热过程中每一区段的温度是不变的,工件由低温的预热区逐步进入高温的加热区,如连续式加热窑炉和热处理窑炉、环形窑炉、步进式窑炉、振底式窑炉等。
膛式火焰窑炉膛式火焰窑炉的工作室叫做窑炉膛,由窑炉底、窑炉墙和窑炉顶组成。
用作或时,窑炉底的结构有多种型式,并可按窑炉底结构称为车底窑炉、推料式窑炉、步进窑炉、辊底窑炉、链式窑炉、环形窑炉等。
熔炼用火焰窑炉(如、炼铜)的窑炉底是凹下的熔池,用以存放熔融金属。
熔池的形状,呈长方形、圆形或椭圆形。
熔池底部有液体金属的排出口。
窑炉墙上有窑炉门、窥视孔、出渣口等。
窑炉顶结构有拱顶和吊顶两种;前者用于宽度较小的窑炉子,后者用于较宽的窑炉子。
在高温火焰窑炉上,火焰直接进入窑炉膛。
如以块煤为燃料,则需单独设置固体燃料的燃烧室,火焰翻过火口进入窑炉膛。
如以粉煤、煤气或燃料油为燃料,则需用燃烧器。
回转窑炉回转窑炉或称回转窑,在冶金工业中用于铁矿石的直接还原、氧化铝矿物的焙烧、粘土矿物的焙烧,以及各种散状原料的焙烧挥发、离析和干燥作业。
回转窑炉的窑炉体呈圆筒形,用厚钢板制成,筒内衬以耐火材料。
窑炉体横架在支座的滚轮上,稍倾斜(4~6%)。
窑炉体长度与直径之比在12:1到30:1之间。
1前言随着“中国制造2025”的号角吹响,工业化4.0叠加智能化、数字化在陶瓷窑炉行业掀起浪潮。
传统陶瓷窑炉能耗大、污染强、烧成差的劣势一方面掣肘企业无力发展,也倒逼窑炉研发领域不断创新,持续改良。
梭式窑是一种对产品适应性强且满足个性化需求的小型热工设备,相对于隧道窑、辊道窑,梭式窑体积小,结构紧凑,在较小的烧成空间要根据陶瓷的烧成温度迅速升温至1000℃左右,再急冷到500℃至600℃,前后温差变化很大,故对梭式窑的燃烧控制系统和冷却通风系统要求较高。
传统的梭式窑采用自吸式烧嘴,自动化程度低,在陶瓷烧制过程中窑工通过手动调节燃气管道阀门和排烟挡板控制窑温度,费时费力且产品质量得不到保障,应用而生的现代全自动梭式窑补上其短板,一是采用动力式烧嘴交错布置,控制烧成温度;二是采用流体仿真技术模拟不同工况从而确定合理参数范围,优化窑炉结构;三是采用PLC 对梭式窑窑内温度、气氛、压力控制调节,达到针对不同产品的不同烧制要求。
2传统梭式窑李昊奇,汪和平,陆琳,宫小龙,汤宇(景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,景德镇333001)日用瓷等小型陶瓷的非连续性窑炉。
结构紧凑、产品适应性强的传统梭式窑和控制精准、烧成确定性强的全自动梭式窑在控制方式、热能利用方面存在诸多差异。
本文利用PLC 控制、流体动力仿真学,研究对比传统梭式窑与全自动梭式窑在温度控制、能耗大小。
为不同需求,不同应用条件下使用梭式窑的企业、个人提供理论指导。
PLC 控制;温度控制;能耗,男,甘肃白银人,1997年生,硕士研究生,主要从事热工设备及理论研究,Email :****************;,男,1971年生,硕士,教授。
Email :***************机械与设备Machine &Equipments Reserved.传统梭式窑是典型的间歇式倒焰窑炉。
通俗讲,是一种烧制陶瓷过程不连续、燃烧火焰在窑内流动过程是向上至拱顶后又向下流动的热工设备,大体结构分为:窑室,窑车、燃烧系统、排烟系统。
步进炉自动控制系统的设计摘要:目前,工业控制自动化技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。
通过步进梁式加热炉系统的设计,体现了当今自动化技术的发展方向。
同时介绍了软件设计思想、脉冲燃烧控制技术的特点及其在该系统中的应用。
1导言加热炉是轧钢行业必备的热处理设备。
随着工业自动化技术的不断发展,现代轧机应配备大型化、高度自动化的步进梁式加热炉,其生产应满足高产、优质、低耗、节能、无污染和生产操作自动化的工艺要求,以提高产品质量,增强市场竞争力。
中国轧钢行业的加热炉有两种:推钢炉和步进梁式炉。
然而,推钢炉长度短,产量低,烧损高。
操作不当会导致生产出现问题,难以实现管理自动化。
由于推钢炉有不可克服的缺点,步进梁炉依靠一种特殊的步进机构,使钢管在炉内做直角运动,钢管之间留有间隙,钢管与步进梁之间没有摩擦。
出炉的钢管通过提升装置卸出,完全消除了滑痕。
钢管加热段温差小,加热均匀,炉长不受限制,产量高,生产操作灵活。
其生产符合高产、优质、低耗、节能的特点。
全连续全自动步进梁式加热炉。
这种生产线具有以下特点: ①生产能耗大大降低。
②产量大幅增加。
③生产自动化水平很高。
原加热炉的控制系统多为单回路仪表和继电器逻辑控制系统,传动系统多为模拟量控制的电源装置。
现在加热炉的控制系统都是PLC或者DCS系统,大部分还有二级过程控制系统和三级生产管理系统。
传输系统都是数字DC或交流电源设备。
本项目是某钢铁集团新建的φ180小直径无缝连续钢管生产线热处理线上的一台步进梁式加热炉。
2流程描述该系统的工艺流程图如图1所示。
图1步进梁式加热炉工艺流程图淬火炉和回火炉都是步进梁式加热炉。
装载方式:侧进侧出;炉布:单排。
活动梁和固定梁由耐热铸钢制成,顶面有齿形面,钢管直径小于141.3毫米,每个齿槽内放置一根钢管。
每隔一颗牙放一根直径153.7mm的钢管。
活动横梁升降180mm,上下90mm,节距190mm,间隔145mm。
因此,每走一步,钢管都可以旋转一个角度,使钢管受热均匀,防止炉内弯曲变形。
工业窑炉节能技术措施工业窑炉是工业生产中常用的设备,主要用于加热、熔炼、干燥和烧结生产过程中的物料。
然而,由于工业窑炉需要大量的能源供应,其能耗高、效率低、排放污染物等问题日益突出,已成为制约工业生产可持续发展的重要因素。
因此,如何提高工业窑炉的节能效益成为了一个迫切的问题。
一、选择合适的燃料燃料的选择是影响工业窑炉能耗的关键因素之一。
在使用燃料时应优先考虑清洁、低碳、高效的燃料,如天然气。
天然气具有热值高、燃烧效率高、烟气排放少等优点,比其它燃料更适合于工业窑炉。
此外,可利用余热回收系统将排出的废热转化成电能或蒸汽,进一步提高能源利用效率。
二、采用优化的复合燃烧技术采用复合燃烧技术可有效降低工业窑炉的能耗及排放,提高其环保效益。
混合燃烧区块煤、生物质燃料、油类以及天然气等燃料,可以充分利用各种燃料的优点,实现优化的燃烧效果。
同时,采用喷射预混合燃烧技术、中心燃烧、径向燃烧等新型的复合燃烧技术,可进一步提高工业窑炉的热效率,减少氧化物、氮氧化物等有害气体的排放。
三、优化工艺条件工业窑炉生产是一个复杂的过程,包括加热、烘干、煅烧、烧结等环节。
在各个生产环节中,工艺条件的优化对能耗的降低和节能效益的提高起到重要的作用。
可以通过优化工艺流程、调节工艺参数等措施来实现。
四、引入智能控制技术引入智能控制技术,对工业窑炉的节能效果也有显著的影响。
智能控制系统不仅可以根据温度、氧含量、排放物等信息来自动调节工艺参数,还可以通过大数据云计算等技术来实现更加精准的控制和预测,进一步提高生产的效率和减少能源的消耗。
综上所述,通过采用合适的燃料、优化的复合燃烧技术、优化工艺条件和引入智能控制技术等措施,工业窑炉的节能效果可以得到大大提升。
在未来的工业生产中,我们应坚持绿色节能的理念,减少能源的浪费和污染,促进可持续发展。
燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计1. 引言燃烧式工业窑炉是工业生产中常见的设备,用于烧制各种材料或进行加热处理。
在燃烧过程中,准确控制窑炉的温度对于生产过程至关重要,能够影响产品的质量和产量。
设计一个高效、稳定的温度控制方案对于窑炉的生产效率和经济效益至关重要。
2. 温度控制的基本原理让我们从基本的温度控制原理开始。
燃烧式工业窑炉的温度控制,需要根据窑炉内部的温度变化情况,通过控制燃烧系统的供气、排气量和燃烧速度来实现。
而其中,控制燃烧系统的供气量是实现温度控制的关键。
3. 单回路控制方案设计在设计燃烧式工业窑炉的温度控制方案时,单回路控制是一种常见的方式。
简单来说,单回路控制就是通过窑炉内部的温度传感器收集窑炉温度信号,经过控制器处理后,再输出控制信号,调整燃烧系统的供气量,从而使窑炉的温度保持在设定值范围内。
4. 控制方案的优化然而,单回路控制方案也存在一些局限性,比如对窑炉内部环境变化的响应速度较慢,对窑炉温度的波动幅度不能完全控制等。
在实际应用中,需要对单回路控制方案进行优化。
可以采用先进的控制算法,如模糊控制、PID控制等,来提高控制系统的稳定性和响应速度。
另外,结合窑炉的实际工况,可以在控制系统中加入预测模型,从而实现对窑炉温度变化的提前预警和调整。
5. 个人观点和理解在我看来,针对燃烧式工业窑炉的温度控制,单回路控制方案是一种有效的方式,但需要在实际应用中不断优化和改进。
通过结合先进的控制算法和预测模型,能够更好地实现对窑炉温度的精准控制,从而提高生产效率和产品质量。
总结在燃烧式工业窑炉的温度控制方案设计中,单回路控制是一种常见的方式,但需要在实际应用中进行优化。
通过引入先进的控制算法和预测模型,能够提高控制系统的稳定性和响应速度,实现对窑炉温度的精准控制。
在文章中,我们从基本的温度控制原理出发,进一步探讨了单回路控制方案的设计和优化。
并结合个人观点和理解,对燃烧式工业窑炉的温度控制进行了全面的解析。
工业窑炉半干法脱硫自动控制的应用研究摘要:随着人们环保意识的日益提高,国家环保政策的日趋严格,对待污染物排放的指标要求也越来越高,结合当地缺水情况和燃煤中低含硫量,选取高效石灰石半干法脱硫工艺应用于工业生产,可大力改善周遭环境污染。
关键词:半干法脱硫联锁逻辑自动控制工艺应用Application of semi dry desulfurization automatic control in industrial kilnZhang Zhiyong(Shenhua Xinjiang Energy Co., Ltd,Urumqi, Xinjiang,830027)Abstract: With the increasing awareness of environmentalprotection and the increasingly strict national environmental protection policies, the index requirements for pollutant emission are also higher and higher. Combined with the local water shortage and low sulfur content of coal, the efficient limestone semi dry desulfurization process is applied to industrial production, which can greatly improve the surrounding environmental pollution.Key words: Application of semi dry desulfurization interlock logic automatic control process引言脱硫控制采用分散控制系统(DCS),确立DCS操作员站的主导地位。
陶瓷磨具行业工业窑炉控制系统的研究摘要:本文就目前陶瓷磨具行业工业窑炉控制方法进行了简要总结,并进一步对陶瓷磨具工业窑炉控制系统进行分析、研究。
随着计算机技术的不断发展,计算机控制技术必将更快、更广泛地应用到现代工业窑炉的控制中,在烧成制品质量不断提高的同时,更加注重环保与节能已成为现代化窑炉发展方向,工业窑炉的控制系统也必须满足并能引领现代工业窑炉向此方向发展。
关键词:陶瓷磨具工业窑炉;计算机控制系统中图分类号:tq174.653 文献标识码:a 文章编号:1007-9599 (2012)19-0000-021 概述当今陶瓷磨具窑炉的发展方向是由过去提出的辊道化、自动化、煤气化、轻型化、大型化向绿色(环保、节能和智能型)窑炉方向发展。
绿色窑炉的标准是低消耗(节能型),低污染(环保型)、低成本、高效率。
实现绿色窑炉的努力方向是:研究新的自动控制方式和方法、降低窑炉风机电耗和噪音、研究先进的燃烧器、使用新型的耐火材料和涂料、建立废气净化研究检测中心。
陶瓷磨具工业窑炉控制系统逐渐由传统的单回路仪表分散式控制发展到以工业计算机为核心的集散型分布式控制。
在现代计算机技术与电子应用技术持续发展的背景作用之下,一种全新的工业窑炉计算机控制系统逐渐取代了传统控制系统,并必将向智能化、网络化发展。
2 陶瓷磨具工业窑炉自动控制的要求、内容和方式现代工业生产对陶瓷磨具工业窑炉烧成自动控制的要求有以下几方面:(1)在满足生产工艺对温度要求的前提下,做到燃烧合理、节约能源、提高燃烧效率;(2)控制性能要好,控制精度要高,当负荷变化时,系统的响应速度要快,稳定性要高;(3)尽量将少废气中nox和so2的生成量,防止大气污染,保护环境;(4)确保生产安全,防止事故发生。
陶瓷磨具工业窑炉自动控制的内容主要是窑炉各功能系统的温度、压力及流量参数的控制。
例如:窑内各点温度控制、助燃风温度控制、烟气温度控制、换热器温度控制等;燃气及助燃风流量的调节与控制;窑内各点压力控制、燃气和助燃风压力及其它风系统压力等调节与控制;燃烧系统的比例调节与控制等。
智能控制及其在工业窑炉控制中的应用
本文介绍了智能控制在工业窑炉控制中的应用。
智能控制是一种以计算机系统为基础的控制方式,通过自动或半自动方式控制工业窑炉等设备,实现系统的自主控制和调整,以提高工业窑炉的生产效率。
因此,智能控制在工业窑炉控制中具有重要意义,可以为工业窑炉提供有效的控制和调节服务。
首先,智能控制可以根据工业窑炉的特性,实现实时监控和调节。
一个有效的控制系统可以根据产品的要求精确控制工业窑炉中各层次的参数,如温度、气氛、状态等,这将提高火炉的工作效率和产品的质量。
而传统的手动控制模式,只能通过人工检查来检测和调节火炉的参数,耗时、低效。
其次,智能控制还可以实施实时故障检测和处理。
随着工业窑炉的不断发展,将出现各种故障,而智能控制可以实施实时监控和快速处理因故障而引起的问题,从而减少损失,使生产更加有效率。
最后,智能控制还可以自动调节工业窑炉运行参数,减少运转成本。
由于智能控制系统可以精确地测量和调节工业窑炉的温度等参数,从而达到最佳运行效果,可以极大地降低工业窑炉的运行成本,实现节能减排的目的。
总之,智能控制在工业窑炉控制中有着重要的意义,它可以实时监控和调节工业窑炉参数,实施实时故障检测和处理,以及减少运行成本等,可以为工业窑炉提
供有效的控制和调节服务。
1前言智能制造的研究大致经历了三个阶段:起始于20世纪80年代人工智能在制造领域中的应用,智能制造概念正式提出;发展于20世纪90年代智能制造技术、智能制造系统的提出;成熟于21世纪新一代信息技术条件下的“智能制造”。
智能制造是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术相结合,实现工厂和企业内部、企业之间和产品全生命周期的实时管理和优化的新型制造系统[1]。
中国智能制造发展迅速,无论是技术还是规模短期内都取得了较大进步,但关键技术方面,其关键装备与核心零部件仍不容乐观,其重要组件的高度依赖进口,极大地限制我国智能制造发展。
为实现从制造大国向制造强国的快速转变,我国发布了中国制造2025报告,旨在通过开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用、智能产品和自主可控的智能装置开发、智能工厂和数字化车间建设、智能制造网络系统平台搭建等方面的研究,力争到2025年使我国部分制造业达到国际领先地位[2]。
我国建筑陶瓷产业的发展取得了辉煌的成绩,也陷入了一定的困境。
一方面,生产能耗高、物耗大、占地面积多,资源粗放利用,节能减排和污染防治压力大,受资源、能源、环境的制约越来越严重;“用工荒”问题与人工成本上涨并存,导致生产成本在不断上涨。
另一方面,由于金融危机影响,国外市场萧条,国内市场房地产不景气,再加上从国外建筑陶瓷企业的技术壁垒到反倾销控诉,销量不断下降,利润日益减少,部分企业发展难以为继。
这些现象迫使我国的建筑陶瓷生产也必须向自动黄建平袁邓兴智(东莞市唯美陶瓷工业园有限公司,东莞523000)自动化程度较高,但与智能制造的标准相比,仍显偏低。
在智能制造发展的大背景下,建筑陶瓷企业要在依托大数据重构建筑陶瓷产业价值链的过程当中,将供应链、销售端和制造环节相统一,降低企业的生产运营成本,提高企业的竞争力和抗风险能力。
本文通过对建筑陶瓷生产各环节的研究,日产1万平米抛釉砖生产线生产工人降至50人,全员劳动生产率明显提高。
炉窑温度控制系统辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计(论文)题目:炉窑温度控制系统的设计院(系):电气工程学院专业班级:自动化072学号: 070302039学生姓名:李洪任指导教师:(签字)起止时间: 2010.12.22-2010.12.31课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要在石灰产品生产的流程中,窑炉烧制是一个非常重要的环节。
石灰窑烧制工业生产过程当中,需要调控的量有很多,最重要的就是高炉煤气流量的控制,燃烧空气流量的控制,冷去流量的控制及上料皮带秤的启停控制,PID调节作为经典控制理论中最典型的闭环控制方法。
本设计对石灰窑炉加热温度调整范围为800℃—1000℃,各种气体流量范围为2-5m3/h-2200N。
软件设计须能进行人工启动,考虑到本系统控制对象为石灰窑炉,是一个大延迟环节,且温度调节范围较宽,所以本系统对过渡过程时间不予要求。
被控对象为炉内温度,温度传感器检测炉内的温度信号,经温度变送器将温度值转换成电压信号送入PLC模块。
PLC把这个测量信号与设定值比较得到偏差,经PID运算后,发出控制信号,相应的控制可控调节阀,从而实现炉温的连续控制。
关键词:炉窑温度控制;PID算法;PLC编程;目录第1章绪论 0第2章课程设计的方案 (1)2.1概述 (1)2.2系统组成总体结构 (1)第3章硬件设计 (3)3.1PLC的选型和硬件配置 (3)3.2传感器选择 (5)3.3可控阀门及电动机选择 (6)第4章基于PLC的炉温控制系统的软件设计 (7)4.1STEP7MICRO/WIN32软件介绍 (7)4.2系统PID算法及流程图 (7)4.2.1 PID算法简介 (7)4.2.2PID算法的数字化处理 (8)4.3I/O口分配 (13)4.3主程序清单 (14)第5章课程设计总结 (22)参考文献 (23)第1章绪论随着现代工业的逐步发展,在工业生产中,温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
隧道窑窑炉设计说明书在现代工业制造过程中,隧道窑窑炉是一个重要的工具。
本文将介绍隧道窑窑炉的设计说明书。
一、概述隧道窑窑炉是一种用于干燥和烧制陶瓷、石材、砖块等建筑材料的特殊设备。
它通常由若干个单元组成,单元之间相互连接,形成一个长隧道,因此得名。
二、设计要求1. 燃烧效率高:采用高效节能燃烧器,使燃烧效率高,减少能源消耗。
2. 温度控制精确:采用温度控制系统,实现精确的温度控制,保证产品质量。
3. 操作便捷:控制系统简单易用,方便操作。
4. 安全可靠:采用高强度、耐高温材料,避免炉体爆炸或漏气等安全问题。
5. 低噪音:减少噪音污染,避免对周边环境和人群的影响。
三、设计原理1. 结构设计:采用模块化设计,方便装配和维护。
2. 材料选择:炉体采用高纯度耐火材料,保证耐火度高,不易开裂变形。
3. 燃烧器设计:采用预混合式燃烧器,使燃烧效率高,广泛适用于各种燃气和液体燃料。
4. 温度控制系统:采用智能温度控制系统,控制精确可靠,满足各种加热控制需求。
5. 热风循环系统:采用科学的热风循环系统,使热量均匀分布,保证产品烧制质量。
四、设计参数炉长:100m炉温:1300℃燃气压力:0.4MPa燃气消耗:560m³/h热风循环风量:20000m³/h风压:500Pa五、设计优势1. 生产效率高,可快速完成瓷石砖等材料的大批量生产。
2. 操作简便,操作人员可在控制室完成所有操作。
3. 温度控制精准,保证了产品烧制质量。
4. 燃烧效率高,节能环保。
5. 安全可靠,采用耐高温材料,防爆防漏。
综上所述,隧道窑窑炉作为一种特殊的陶瓷窑炉,其设计要求和原理高度依赖技术实力和专业知识。
设计者应当认真研究建筑材料的特性,并结合生产实际和环保要求,创造出高效、安全、环保的设计方案。
窑炉改造方案在现代工业生产中,窑炉扮演着至关重要的角色,用于烧制陶瓷、砖瓦、玻璃等材料。
然而,传统的窑炉存在着能耗高、环境污染严重等问题,亟待改造升级。
因此,窑炉改造方案成为了工业界和环保领域的热门话题。
一、能源替代传统窑炉多采用煤炭、柴油等传统能源,造成大量二氧化碳排放,加剧了空气污染。
为了降低碳排放量,窑炉改造方案应考虑采用清洁能源替代传统燃料,如天然气、生物质颗粒等。
这样不仅可以减少温室气体排放,还能提高能源利用效率,降低生产成本。
二、节能技术窑炉改造应引入先进的节能技术,如热风循环系统、余热回收装置等。
通过优化窑炉结构和改进燃烧方式,可以有效降低能耗,提高热能利用率。
此外,采用智能控制系统,实现窑炉的自动化运行,进一步节约人力成本。
三、环保设施窑炉改造方案还应考虑环保设施的建设,如烟气脱硫、脱硝装置等。
这些设施可以有效减少窑炉排放的二氧化硫、氮氧化物等有害气体,保护环境,改善空气质量。
同时,还可以避免窑炉产生的烟尘对周围环境和人体健康造成危害。
四、智能监控窑炉改造方案中,智能监控系统的应用至关重要。
通过实时监测窑炉的温度、压力、燃烧效率等参数,及时调整工艺参数,保证窑炉的稳定运行。
同时,智能监控系统还可以对窑炉进行远程监控,实现远程操作和故障诊断,提高生产效率和安全性。
五、维护管理窑炉改造后,维护管理工作同样重要。
定期对窑炉设备进行检查、清洁和保养,及时更换磨损部件,延长窑炉的使用寿命。
建立健全的维护管理制度,提高窑炉的稳定性和可靠性,确保生产的连续性和有效性。
窑炉改造方案应综合考虑能源替代、节能技术、环保设施、智能监控和维护管理等方面,实现窑炉的高效、清洁、安全运行。
只有通过不断创新和改进,窑炉才能更好地适应现代工业生产的需求,实现可持续发展和环保目标。
现代工业窑炉智能控制系统研究当今陶瓷窑炉的发展方向是由过去提出的辊道化、自动化、煤气化、轻型化、大型化向绿色(环保、节能和智能型)窑炉方向发展。
绿色窑炉的标准是低消耗(节能型),低污染(环保型)、低成本、高效率。
实现绿色窑炉的努力方向是:研究新的自动控制方式和方法、降低窑炉风机电耗和噪音、研究先进的燃烧器、使用新型的耐火材料和涂料、建立废气净化研究检测中心。
实现绿色窑炉的目标是:燃料消耗进一步下降10%-20%、窑炉热效率提高10%-20%、电力消耗下降10%-30%、噪音和烟尘有较大程度的下降。
这样对原有的窑炉控制手段和方法提出了更高的技术要求。
目前窑炉的控制方法,已由90年代的手动调节控制发展为智能控制;由分散型控制变为集散型控制;温度由以前的单纯PID调节方法变为PID加上模糊控制的调节方法;传动由常规控制变为变频技术的线速度控制等。
随着窑炉长度的增加(150-250m)生产量的提高(6000-1500m2/日),烧成周期的缩短(60-30min)等因素变化,加上窑炉控制目标是一个多输入、多输出、多变量、大滞后、非线收的变化量,使得我们过去的控制方法越来越不适应当前窑炉的发展要求。
随着计算机技术和电子技术的发展,计算机控制技术逐渐取代了传统控制技术,利用计算机技术和系统控制中的容错技术对窑炉的控制实现了可能。
1、窑炉系统总体设计1.1系统的管理利用过程控制级计算机和先进的控制软件在软件中加上先进的容错技术、依靠计算机本身的高可靠性,高稳定性对各项过程进行控制,实现系统的实时监视,实时管理、实时控制、出错实时报警、实时控制过程中的数据存储,并且通过光纤通讯管理人员管理计算机进行通讯,完成技术数据的监控,记录存储和报表打印。
1.2风机系统的控制利用独立的可编程序控制器,风机用变频器和外用控制硬件组成,以及可编程的通讯端口和过程控制级计算机通讯,实现计算机的管理控制,结合容错技术、在检测到风机及控制设备出现故障时自动切换到另一台备用电机运行,确保设备的正常运行。
1.3传动系统的控制利用独立的速度反馈信号模块和电机专用三相交流模块,对传动电机实现线速度的闭环控制,利用专用的RS232/RS485信号通讯模块,同过程控制级计算机实行通讯,可以方便,可靠,准确地设置每台传动电机之间的速度差,保证产品在窑内烧成段的运行不重叠。
同时利用容错技术、检测设备的实时运行情况,一旦发现异常、自动切换到备用控制回路,保证传动的正常运行,防止堵窑事故的发生。
1.4窑炉温度的控制窑炉的温度是一个大滞后的非线性量,在窑炉的控制中占有非常重要的地位。
如何解除温度的滞后性,是窑炉温度控制的关键所在。
利用计算机的混沌模糊控制技术,外加容错技术的方法,取代传统智能仪表。
外加计算机管理是常规模式。
1.5其他控制窑炉控制除以上方法外,还有气氛、压力、报警等控制。
其中报警控制由报警输入模块和报警输出模块组成,并用过程控制级计算机连接。
2、系统的优缺点2.1整机系统的优点(1)利用高可靠的控制软件和人机界面,实现了友好的人机对话,使操作更为方便、快捷。
(2)减少了由车间设备管理员每时、每日向上一级领导递送报表的繁锁程序。
(3)在系统软件设计中,利用混沌模糊控制技术和超强容错技术,保证了设备运行中的高可靠性。
(4)在温度控制过程中,利用模糊控制技术,使控制温度的精确度和准确度提高了,可达≤±5℃,避免了在窑炉设备压力和气氛变化过程中温度出现超调和欠调的现象。
(5)利用三相交流电机模块和速度反馈模块,对传动电机实行闭环控制,实现传动电机的线速度控制,避免了传统变频器调速的不一致性,使传动电机的速度更准确,同时,也避免产品在窑内运行过程中前后不一致的现象。
(6)实现了无纸自动记录实时控制过程中的有关参数,方便以后备查,打印和调用。
(7)通过网络技术,实现管理人员同时直接管理设备,随时进行实时数据,报表的打印,随时撑握设备的运行工况。
(8)准确、实时、完善的报警功能使设备运行更安全、更可靠。
(9)本系统运行后,产品质量可提高5%-8%,节能率达3%-5%,达到较好的节能增效目的。
2.2系统的缺点(1)系统集成性、可靠性、安全性要求的提高导致项目设备成本增加。
(2)对负责维护、修理的技术人员提出了更高的技术水准。
3喷雾干燥塔自动控制系统3.1过去存在的问题以前很多陶瓷厂的喷雾干燥系统,全部采用人工操作,缺陷如下:(1)采用微波炉烘干称重测量,时间长,不准确。
采用微波炉加热一般需要4-5min,时间过长。
微波炉加热存在温度过高和不均匀现象,不能准确反映粉料水份的真实状况。
(2)测量采用抽检方式,不能全面反映粉料水份分布情况。
(3)测量时间长,采用抽检方式,不能为操作人员提供实时的参数依据,不易及时控制。
(4)人工记录现场的参数不可靠,不准确,给管理和考核带来困难。
(5)采用人工操作的方式,人力成本高;喷料初期不稳定时向长,资源浪费大。
当粉料水份有偏差时,人工调节波动大,调节时间长,粉料品质得不到保证。
针对以上存在的问题,设计出新的喷雾干燥塔自动控制系统。
3.2喷雾干燥塔自动控制系统优点喷雾干燥塔自动控制系统,主要是要实现粉料水份的在线控制,其自动控制系统的优点主要有:(1)系统采用在线水份测量仪进行粉料水份的监视。
在线水份测量仪每5秒钟显示一次水份值,能实时反映粉料的水份值。
采用在线测量,所有粉料都通过检测设备,能全面反映粉料水分的分布。
(2)在线粉料水分测量仪精度在0.3%内,测量准确。
(3)系统具有粉料水分超限报警实时纪录功能,并实现自动定时报表输出。
(4)系统根据在线测量当前的水分值,采用动态趋势控制的观点,实现了水分的真正在线控制。
(5)系统根据粉料水分及热风炉出口温度计算后,输出一信号来控制燃油量大小,进而来控制含水量在规定范围内。
(6)系统中粉料水分的控制是一个大时延,大滞后环节,系统加入热风炉出口温度与粉料水分值组成一串级控制系统,改善了系统的动态特性,使系统有较好的控制效果。
(7)自动调节与手动调节相比,有着调节精度高,响应快,效果好等特点。
4、喷雾干燥自动控制系统的组成及功能喷雾塔无人监控系统由温度控制子系统,供浆控制子系统,燃烧控制子系统,负压控制子系统及平台系统六部分组成,其功能如下:(1)温度控制子系统功能:该系统负责将喷雾塔内的温度控制在规定的范围内,当水分偏差超过规定范围时,将塔内温度进行相应的升高或降低操作(要求是已安装在线水份仪的前提下)。
组成:通过温度传感器接收现场的温度信号,同时接收在线水分仪所测的粉料水分信号。
当水份变化超出控制范围时,如果水分增大,应升高塔内温度;如果水分减少,应降低塔内温度。
同时,该系统根据温度的变化需求输出一指令给燃烧控制子系统,使其进行相应的调节。
(2)供浆控制子系统功能:当水分波动不大时,可通过控制浆料的流量来控制粉料的水分,并可通过供浆压力的大小来控制粉料的颗粒级配。
组成:系统通过控制供浆压力来控制粉料的水分。
如水分增大时,则减少供浆压力,如水分降低,则增大供浆压力。
系统还具有喷枪堵塞自动控测功能,当发现喷枪堵塞时自动报警。
(3)燃烧控制子系统功能:当喷雾塔内的温度要求升高或降低时,该系统控制热风炉的燃油供给,同时控制合理的风油比,确保安全优质的燃烧。
组成:该子系统接收温度控制子系统来的控制信号,当温度需要升高时,应增加燃烧器油阀的开度;当温度需要降低时,应减少燃烧器油阀的开度。
同时,当油阀动作时,风门档板开度也应随之进行相应的比例调节,以确保燃烧的经济性。
(4)负压控制子系统功能:为保证粉料大小颗粒的合理,特别是减少微粉颗粒的影响,塔内需要保证一定的负压,该系统确保将塔内负压控制在规定的范围内。
组成:该系统通过压力传感器来检测喷雾塔的负压,当压力升高时,需要开大引风机的抽力,反之则减引用机的抽力。
(5)启停控制子系统功能:该子系统负责整个系统的启停操作。
组成:通过逻辑控制和联锁保护实现系统的自动起停及故障保护。
(6)系统平台功能及组成:此系统平台通过硬件及软件系统实现以上各子系统的控制功能,包括数据输入输出卡,工业控制软件等。
此子系统是整个系统的核心,以上所有子系统都是在这个系统平台上实现的。
5、喷雾塔自动控制系统实现的可行性喷雾干燥是以喷雾干燥塔为主体,并有供浆系统,热风系统,除尘系统,及控制系统等构成的设备。
工作时,泥浆由泵压送到雾化器内,将泥浆雾化成细滴,进入干燥塔内受到热空气干燥脱水,颗粒受重力作用下落,带有微粉及水气的空气经旋风分离器收集微粉再经水浴除尘器后从排风机排出。
要控制好粉料的稳定性,喷雾塔内的进出风温度,风量,泥浆的压力以及泥浆的含水量等是关键要素,可见喷雾干燥塔的控制也是一个多变量的模糊控制系统。
喷雾干燥系统长期以来不能实现自动控制的原因,是喷雾塔粉料的品质无法得到控制,就如同人没有眼睛,自从在线水分测量仪在喷雾干燥系统使用以来,喷雾塔自动控制系统就成为现实。
以技术方面来看,喷雾干燥系统的结构简单,控制的对象就是热风炉的燃烧器和泥浆泵的压力,这比窑炉控制要简单得多。
此外,喷雾干燥塔体积较大,热惯性大,自稳定能力强,所以目前的技术完全能够实现该自动控制系统。
6、经济效益(1)系统采用在线检测粉料水分的设备,可以省去现场测量粉料的人员;由于采用在线检测设备,可以实现三台喷雾塔一个人定期抽检的方式实现,减少了操作工人及现有测量设备的能耗。
(2)系统实现在线粉料水分的控制,同样可以采用一个操作工人监护三台喷雾塔,减少了人工操作失误造成的损失。
(3)初步核算,仅以上两项与过去方式相比,最多可节约操作工人20个,按目前每人1年工资加管理费15000元计,每年可节约人力成本30万元。
从目前测量水份的方法耗电角度来看,采用微波炉测量水分,我们计算如下:一台微波炉功率为1200瓦;年耗电=1.2千瓦×24小时×300=8640千瓦小时电费(元)=8640×0.8元=6912元/1年(4)由于实现了料粉水分在线检测和自动控制温度稳定了粉料的质量,减少压砖分层,粘模,强度低等半成品缺陷,可提高产品质量5%8%,能耗下降5%左右。
7、其他(1)该系统是成熟设备,安装调试时间一个月,系统控制部分为工控机,使用年限一般为50万小时,系统稳定耐用性强。
(2)以投入来讲,可分步实施,先做一个喷雾塔的自动控制系统,试用结果达到要求后,再做其余两个塔的控制。