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第1章加热炉控制系统1.1加热炉控制系统工程背景及说明加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace），是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。
早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。
现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。
为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。
影响加热炉出口温度的干扰因素很多，炉子的动态响应一般都比较迟缓，因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。
根据干扰施加点位置的不同，可组成多参数的串级控制。
使用气体燃料时，可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器，还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。
这种方案比较简单，在炼油厂中应用广泛。
这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量，保证加热炉高效率燃烧。
简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量，组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。
含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。
现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。
应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。
加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差，影响系统的稳定性。
一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。
在加热炉燃烧过程中，若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故，而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。
为了防止事故，设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。
联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。
当燃料管道压力高于规定的极限时，压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统，此时出料温度无控制，自行浮动。
压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。
扬州大学加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握加热炉的基本结构、工作原理及在工业生产中的应用；2. 了解加热炉的温度控制、热量传递与能量平衡的基本知识；3. 掌握加热炉操作与维护的基本方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决加热炉操作过程中出现的问题；2. 学会使用相关设备进行加热炉的温度控制与热量传递实验；3. 培养学生的实际操作能力，使其能够熟练操作加热炉。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对加热炉及热能工程领域的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队合作精神，使其在课程实践过程中学会相互协作；3. 增强学生的环保意识，使其认识到节能减排在加热炉操作中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在帮助学生掌握加热炉的基本理论、操作方法及维护技能。
学生特点：学生具备一定的热力学基础，对实际操作和实验有较高的兴趣。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论联系实际，强化实践操作训练，提高学生的综合应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 加热炉的基本结构与原理- 加热炉的组成部分及其功能- 加热炉的工作原理及热能传递方式2. 加热炉的温度控制与热量传递- 温度控制系统的组成及工作原理- 热量传递的基本理论及在加热炉中的应用3. 加热炉的操作与维护- 加热炉的启动、运行及停止操作步骤- 加热炉的日常维护与故障排除方法4. 实验教学- 加热炉温度控制实验- 热量传递实验5. 加热炉在工业生产中的应用- 加热炉在不同行业的应用案例- 加热炉在节能减排中的作用及措施教学内容安排与进度：第一周：加热炉的基本结构与原理第二周：加热炉的温度控制与热量传递第三周：加热炉的操作与维护第四周：实验教学（加热炉温度控制实验、热量传递实验）第五周：加热炉在工业生产中的应用教材章节及内容：第一章：加热炉概述第二章：加热炉的结构与原理第三章：加热炉的温度控制与热量传递第四章：加热炉的操作与维护第五章：加热炉的应用实例教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性，结合实验操作，使学生在掌握理论知识的同时，提高实际操作能力。
辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：加热炉温度控制器设计课程设计（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% 以百分制计算学 号学生姓名专业班级电气122课程设计（论文）题目加热炉温度控制器设计课程设计（论文）任务高温加热炉利用煤气加热，通过传感器测量温度，四相5V 、1A 步进电机调节阀门来调节进气量。
温度控制范围0～1800℃。
设计任务：1. CPU 最小系统设计（包括CPU 选择，晶振电路，复位电路）2. 温度传感器及接口电路设计3. 步进电机驱动电路设计4. 程序流程图设计及程序清单编写 技术参数：1．温度控制范围：0-1800℃ 2．工作电源220V 设计要求：1、分析系统功能，尽可能降低成本，选择合适的单片机、AD 转换器、输出电路等；2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图；3、按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，其中程序开发要有详细的软件设计说明，详细阐述系统的工作过程，字数应在4000字以上。
进度计划第1天 查阅收集资料 第2天 总体设计方案的确定 第3-4天 CPU 最小系统设计第5天 温度传感器及接口电路设计 第6天 步进电机驱动电路设计 第7天程序流程图设计第8天 软件编写与调试 第9天 设计说明书完成 第10天答辩指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展，电加热炉的温度控制技术日趋成熟，已经成为工业生产中的一个重要部分。
本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝两端电压的工作时间，来控制电阻丝的输出平均功率，从而实现对电加热炉温度的自动控制。
系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度显示电路、D/A 转换等若干个功能模块。
该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。
加热炉温度串级控制系统设计摘要：生产自动控制过程中 ,随着工艺要求 ,安全、经济生产不断提高的情况下 ,简单、常规的控制已不能适应现代化生产。
传统的单回路控制系统很难使系统完全抗干扰。
串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量，因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用．对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述，设计了加热炉串级控制系统，并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中．结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制，控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性．关键词：串级控制干扰主回路副回路Abstract:Automatic control of production process, with the technical requirements, security, economic production rising cases, simple, conventional control can not meet the modern production. The traditional single-loop control system is difficult to make the system completely anti-interference. Cascade control system with good anti-jamming capability, rapidity, flexibility and quality control, and therefore a complex process control industry has been widely used. Cascade co ntrol system of the characteristics and the main and sub-loop design was elaborate, designed cascade control system, furnace, and MATLA B-based incremental PID algorithm is applied in the control system. Combination of computer-based control method to achieve PID parameter tuning cascade control, control results show that the system has excellent control accuracy and stabilityKeywords:Cascade control, interference, the main circuit, the Deputy loop目录1.前言 (2)2、整体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (5)2.3方案选择 (5)3、串级控制系统的特点 (6)4. 温度控制系统的分析与设计 (7)4.1控制对象的特性 (7)4.2主回路的设计 (8)4.3副回路的选择 (8)4.4主、副调节器规律的选择 (8)4.5主、副调节器正反作用方式的确定 (8)5、控制器参数的工程整定 (10)6 、MATLAB系统仿真 (10)6.1系统仿真图 (11)6.2副回路的整定 (12)6.3主回路的整定 (14)7.设计总结 (16)【参考文献】 (16)1.前言加热炉是炼油、化工生产中的重要装置之一。
目录一、前言 (2)二、课程设计课题任务的内容和要求 (3)三、设计思路 (4)四、设计过程及相关说明 (5)五、电路图 (6)六、工作原理 (7)七、实训总结 (7)八、参考文献 (8)一、前言随着现代工业设备的自动化越来越来多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。
电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。
在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。
控制系统使整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。
一旦控制系统轻者影响整个生产的继续运行，重者甚至发生人工安全事故，这样给企业造成重大损失。
自动化加工工艺基本与特点：（1）自动化加工工艺基本内容，随着机械加工自动化程度的发展，自动化加工的工艺范围也在不断的扩大，自动化加工的工艺的基本内容已包括大部分切削加工，如钻孔、扩孔、车削、滚压等（2）自动化加工工艺的特点 1）自动化加工中的工件毛坯精度比普通加工要求高，并且在结构工艺上要考虑适应自动化加工需要。
2）自动化加工的生产率比采用万能机床的普通加工一般要高几倍到几十倍。
3）自动化加工中的工件加工精度稳定，受人为因素影响小。
4）自动化加工中切削用量的选择，以及刀具尺寸控制系统的应用，是以保证加工进度，满足一定的刀具耐用度，提高劳动生产率为目的的。
5）在多种小批量的自动化加工中，在工艺方案上考虑以成组技术为基础，充分发挥数控机床等技工设备在适应加工品种改变方面的优势。
加热炉自动上料系统是基于PLC控制系统设计的，控制系统的每一部动作都直接作用直接自动上料系统的运行，因此自动上料系统的小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。
小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。
二、课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：加热炉自动上料控制电路具体完成加热炉门自动打开与闭合，燃料的自动填装，炉门的开到位和关到位分别有两个相应的行程开关控制，送料机到达和退出到预定位置也分别有另外两个行程开关控制，其过程为：送料机的电机功率为5.5kw。
材料加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料加热炉的基本原理，掌握加热炉的构造及其功能。
2. 学生能掌握材料加热过程中温度控制的重要性，了解不同材料加热的温度范围。
3. 学生能了解加热炉在工业生产中的应用，掌握相关安全操作知识。
技能目标：1. 学生能够独立操作加热炉，进行简单的材料加热实验。
2. 学生能够根据实验数据，分析加热炉的加热效果，并提出优化方案。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际生产中与加热炉相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到加热炉在材料加工中的重要性，培养对工业生产的兴趣。
2. 学生能够树立安全意识，养成良好的实验操作习惯。
3. 学生能够学会团队合作，培养沟通、协作能力，增强集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识基础，但对实际操作相对陌生，好奇心强，但安全意识较弱。
教学要求：注重理论知识与实践操作的相结合，强调安全操作，引导学生主动参与，培养解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为后续相关课程和未来职业发展打下基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 加热炉的基本原理：讲解加热炉的工作原理，包括热传递、加热方式等，对应教材第二章第一节。
2. 加热炉的构造与功能：详细介绍加热炉的各部分构造，如加热器、温控系统、炉膛等，并说明其功能，对应教材第二章第二节。
3. 加热过程温度控制：讲解温度控制的重要性，介绍温度控制的方法和设备，对应教材第二章第三节。
4. 不同材料的加热温度范围：分析各类材料加热的温度要求，列举具体实例，对应教材第二章第四节。
5. 加热炉在工业生产中的应用：介绍加热炉在工业生产中的实际应用，如金属加工、陶瓷烧结等，对应教材第二章第五节。
6. 安全操作知识：强调加热炉操作的安全注意事项，教授安全操作方法，对应教材第二章第六节。
步进式加热炉课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进式加热炉的基本原理、结构、工作流程及其在工业中的应用。
通过本课程的学习，学生应能够：1.描述步进式加热炉的原理和结构；2.解释步进式加热炉的工作流程和操作方法；3.分析步进式加热炉的优缺点及应用场景；4.设计简单的步进式加热炉控制系统。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进式加热炉的基本原理：介绍步进式加热炉的工作原理，包括炉膛、加热器、步进式送风系统等；2.步进式加热炉的结构与特点：讲解步进式加热炉的各个组成部分及其结构特点；3.步进式加热炉的工作流程：详细介绍步进式加热炉的工作流程，包括送风、加热、排烟等；4.步进式加热炉的应用：分析步进式加热炉在工业中的应用场景及其优势；5.步进式加热炉的控制系统：讲解步进式加热炉的控制系统及其工作原理。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课：1.讲授法：通过讲解步进式加热炉的基本原理、结构、工作流程等知识点，使学生掌握基本概念；2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解步进式加热炉的应用及其优势；3.实验法：学生进行步进式加热炉的实验操作，提高学生的实践能力；4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备步进式加热炉实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和课堂表现；2.作业：布置相关的作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试：安排期中和期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度；4.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力。
毕业设计说明书目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (3)1 初步设计 (4)1.1加热炉的初步设计 (4)1.1.1 技术条件和要求 (4)1.2燃料的选择 (4)1.2.1固体燃料 (4)1.2.2液体燃料 (4)1.2.3气体燃料 (5)1.3炉型的选择 (5)1.3.1炉子类型 (5)1.3.2 钢坯在炉内的放置及加热方式 (6)1.3.3 钢坯的装炉、出炉方式 (6)1.4.燃烧装置的形式及其安放位置的确定 (6)1.5蓄热装置的形式及其安放位置的确定 (7)1.6炉子供风及排烟系统的选择 (8)1.6.1鼓风机 (8)1.6.2 排烟方式 (8)1.6.3 换向系统 (9)1.7汽化冷却系统 (9)1.8炉子方案示意图 (10)2 技术设计................................................................................ 错误！未定义书签。
2.1燃料燃烧计算 ................................................................. 错误！未定义书签。
2.1.1燃烧计算的目的及内容.......................................... 错误！未定义书签。
2.1.2 燃烧计算的已知条件.............................................. 错误！未定义书签。
2.1.3燃料燃烧计算步骤.................................................. 错误！未定义书签。
2.2.1 预确定炉膛主要尺寸 .............................................. 错误！未定义书签。
2.2.2 各段平均有效射线行程 .......................................... 错误！未定义书签。
一、课程设计目标本课程设计旨在使学生通过理论学习和实际操作，掌握加热反应炉的PLC控制原理和实施方法，培养学生分析和解决实际工程问题的能力，为学生将来从事自动化控制工程领域奠定基础。
二、课程设计内容1. PLC基础知识1.1 PLC概念及应用1.2 PLC硬件组成1.3 PLC软件编程1.4 PLC常用指令及程序设计2. 加热反应炉的工作原理2.1 反应炉结构及加热原理2.2 温度传感器和控制阀的原理2.3 加热反应炉的自动化控制需求分析3. PLC在加热反应炉中的应用3.1 PLC控制系统的组成3.2 PLC控制系统的工作原理3.3 PLC控制系统的编程设计4. 实验操作4.1 PLC编程软件操作4.2 加热反应炉的控制系统调试4.3 故障分析与排除三、实验设计为了让学生更好地理解和掌握课程内容，本课程设计设置了相关的实验环节。
学生将分为若干小组，每个小组根据指导教师的要求完成以下实验项目：1. 使用PLC编程软件设计加热反应炉的自动化控制系统程序；2. 联机调试实验装置，进行加热反应炉的温度控制和反馈；3. 模拟实际工程场景，进行故障排除实验，培养学生解决实际问题的能力。
四、教学方法本课程注重理论与实践相结合，将采用多种教学方法，如理论授课、案例分析、实验操作等，以帮助学生全面理解和掌握PLC控制在加热反应炉中的应用。
五、评估方式为了检验学生对课程内容的掌握情况，本课程设计将采用多种评估方式，包括课堂测验、课程实验报告、实验成绩等，综合评估学生的学习情况。
六、课程设计效果通过本课程的学习，学生将达到以下预期效果：1. 掌握PLC控制系统的基本原理和应用方法；2. 理解加热反应炉的工作原理和控制需求；3. 能够使用PLC编程软件设计和调试加热反应炉的控制系统；4. 熟练掌握故障排除方法，具备一定的工程实践能力。
七、结语加热反应炉的PLC控制课程设计旨在培养学生的工程实践能力和解决实际工程问题的能力，为学生将来从事自动化控制工程领域打下坚实的基础。
