本钢4步进梁加热炉集散控制系统

摘要

加热炉是冶金企业最主要的耗能设备，其自动控制策略是过程控制领域内的一个重要的研究方向。如何使自动控制系统能够确保钢坯的加热质量、节约加热炉的能耗、确保燃烧系统的最佳燃烧、延长加热炉设备的寿命以及降低对环境的污染一直是该研究领域要致力解决的问题。 本文总结了自动化控制技术的发展和现状，介绍了目前国内加热炉控制技术和方法。近年来加热炉炉温控制已从基本的串级并行的控制方式，逐步发展成为双交叉限幅控制方式。由于串级控制系统不能限制实际的空燃比，而双交叉限幅控制虽然解决了此问题，但由于跟踪速度慢，容易使系统出现不稳定等缺点，逐渐出现了一些先进的控制方法，如神经网络和自适应燃烧控制方法，虽然使炉温的控制得到改善，但是实现起来比较困难。 本文以本钢4＃加热炉为背景，介绍了步进梁的工作原理，并完成了加热炉基础自动化系统的一级控制，包括炉温控制、炉压控制及汽包水位控制，给出了PID控制算法，并且给出了实际的控制系统运行的监控画面。该集散控制系统已投入运行，效果良好。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1自动化控制技术发展和现状

1.2加热炉发展和现状

1.3加热炉控制技术发展和现状

1.4本文的主要工作

第二章工艺简介

2.1本钢1 700MM热连轧机生产工艺流程概述

2.2步进梁工作原理

2.3加热炉本体

2.4加热炉汽化冷却系统

2.5加热炉的工艺控制要求

第三章控制系统总体设计

3.1控制系统总体结构

3.2系统硬件设备简介

3.3软件简介

第四章监控功能实现

4.1HMI操作画面主要功能

4.2监控画面构成

4.3屏幕画面组成和格式

4.4所有的监控画面布置

4.4.1加热炉主貌画面

4.4.2炉区分画面

4.4.3汽化冷却画面

4.4.4热水循环系统画面

4.4.5加热炉冷却画面

4.4.6气源系统画面

4.5调节器调整画面

4.6历史趋势

4.7报表功能

第五章加热炉控制方法研究

5.1加热炉炉温控制技术概述

5.1.1传统的加热炉炉温控制技术

5.1.2双交叉限幅控制策略

5.2 4#加热炉炉温控制

5.2.1温度控制器

5.2.2燃烧控制

5.3加热炉炉压控制

5.4汽包水位控制

5.4.1汽包水位测量

5.4.2给水回路

5.4.3输出蒸汽回路和热水循环回路

5.4.4汽包水位控制

5.5 DCS系统的数字PI D算法

5.5.1理想的数字PID控制算法

5.5.2数字PID控制算法的改进

结束语

参考文献

致谢