机电一体化技术毕业论文设计《工控系统在步进梁式加热炉中的应用》

2024年1月2209:35:44发布者:江开学习小虫 17 views 举报
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机电一体化技术专业

毕业论文(设计)

论文(设计) 题目 工控系统在步进梁式加热炉中的应用

学 号

姓 名

摘要

加热炉是钢铁企业的核心设备,它的主要任务是钢坯加热,这样空白满足热轧线材轧制过程的要求。加热

炉是轧钢技术的一个重要组成部分,它的优点和缺点的燃烧控制水平轧制技术占据了非常重要的一环。步进

梁式加热炉是一个巨大的能源消耗设备,采用最先进的燃烧控制方法的过程中减少环境污染,减少能源消耗,

等等都有非常重要的现实意义。本文阐述了对整个过程控制设计的基本方法,进行了系统的整体分析。产品

大纲、钢坯规格及主要性能,工艺流程以及自动化控制系统结构。

关键词 加热炉;控制设计;系统机构,应用

Abstract

The heating furnace is the core equipment of steel enterprises, and its main task is to

heat the steel billet, so as to meet the requirements of the hot rolled wire rolling process.

Heating furnace is an important component of steel rolling technology, and its advantages and

disadvantages of combustion control and horizontal rolling technology occupy a very important

part. The walking beam heating furnace is a huge energy consuming equipment, and using the

most advanced combustion control methods to reduce environmental pollution, energy

consumption, and so on has very important practical significance. This article elaborates on

the basic methods of designing the entire process control and conducts a systematic overall

analysis. Product outline, billet specifications and main performance, process flow, and

automation control system structure.

Keywords: heating furnace; Control design; System structure, application

目 录

1 绪 论............................................................1

1.1 步进式加热炉概述.............................................1

2.2 国内外加热炉控制系统的研究和应用现状.........................1

2 选题背景、研究意义及主要内容......................................3

2.1 选题背景.....................................................3

2.2 研究意义.....................................................3

2.3 主要内容.....................................................3

3 加热炉产品大纲、钢坯规格及主要性能................................4

3.1 产品大纲....................................................4

3.2 钢坯规格....................................................4

3.3 主要性能....................................................4

4 加热炉工艺流程....................................................6

5 加热炉自动化控制系统结构..........................................8

5.1 加热炉自动化控制系统总体配置图...............................8

5.2 加热炉自动化控制系统主要组成、系统软件及通讯网络............8

5.3 PLC 选型....................................................11

6 仪控系统控制方案.................................................17

7 步进式加热炉控制系统的监控显示画面...............................24

结语...............................................................27

参考文献...........................................................28

致 谢.............................................................29

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1 绪 论

1.1 步进式加热炉概述

加热炉是钢铁企业的核心设备,它的主要任务是钢坯加热,这样空白满足热轧线材轧制过程的要求。加热

炉是轧钢技术的一个重要组成部分,它的优点和缺点的燃烧控制水平轧制技术占据了非常重要的一环。和钢

坯加热过程中倾向于外部干扰,步进梁式加热炉目前使用滚动加热炉类型被发现,这基本上与推钢加热炉相比,

有以下显著特征。首先,钢坯加热质量。钢铁材料可以作为步进梁炉在水平和垂直方向的运动 ,与区间互补,

在钢铁材料均匀热同时,也可以避 免划痕 题和 黑色印记粘 钢,可以显著 提高 钢坯加热的 效率 , 可以 节省

1 0% 的能源消耗, 确保 钢铁材料加热的质量。 第二 ,一步系统软件 易操 作。在钢的加热材料, 据实 际生

情况 的钢坯向前 ,设备 维护或 钢坯炉,炉中的电 可以 倒退会议 ,炉料实 也可以

求,系统 灵活 便 第三 ,对钢坯的要求 很低 , 广泛 的应用 范围 。对钢坯的 长度 , 厚度 , 格的要求,

可以 同类型的钢坯加热 产, 、钢坯、 ,钢坯,等等。基于 个步进梁炉的优点, 已经 成为现

主流滚动加热炉。

2.2 国内外加热炉控制系统的研究和应用现状

2.2.1 国内加热炉控制系统的研究和应用现状

在国内加热炉的 能控制的研究相对于国外钢铁行业比 较落后 , 国内加热炉发 ,在

模较 先进的工 内, 由智 能控制的加热炉控制系统也有应用。现有型钢轧机的网络控制钢

坯加热过程 型, 按照初 轧机在钢 温度 的要求,使用的方法设置 体空 流量 或温度

炉内钢坯 温度周期 作,通过加热控制的 数字识别 、实 施新 权利 同钢 和规格钢坯 温度模糊

控制,和有 很好 的实 际效果

2.2.2 国外加热炉控制系统的研究和应用现状

与国内相比,国外 能控制技术和计 机技术的 快速 , 国现在 开始尝试 使用计 研究

工业加热炉的 精密 控制系统。 近年来 ,国外的研究的重点目 是在 求加热炉的性能。主要 反映

个方向,一个是加热炉的研究类型, 一个是 能控制加热炉的优化研究,对外国国 ,这 有一

,要求 更多 的燃烧炉步进梁加热炉类型, 据结构的特点部分加热炉的炉分为 个部分,在 建模 的过

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程中,考 虑到各 个部分的相互作用, 建立 每段 型结构,最 使用 系统 个参 识别

西门子 W inCC 组 软件是一 种广泛 使用的自动控制设备, 合标准 的用 , 建立人 面,

精度 满足实 际生 产的要求。 灵活 便 ,可 ,控制能 力强 , 适合长期连续 工作的特点,非常 适合

热炉 温度 控制要求。目前 于对加热炉的控制的研究在国外 早期 的 , 以它的一 些广泛 应用先进的

能控制技术。

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2 选题背景、研究意义及主要内容

2.1 选题背景

基于国内一步炉为 钢铁 厂建 目为背景,首先,钢 的产能 加,加热炉 已经不 能满足 产的 求,目

产的 原始 本质 不变 结构 样化, 节奏 轴承 占 5 0% ,目前 产量 已经达到 继续提高生 产,考

虑到新 炉和配 设备

2.2 研究意义

步进梁式加热炉与 个设备,流体 产设备的一个整体,在整个 产线的核心, 效率高 , 连续生 产能 ,

为加热炉控制系统,最 的控制方案, 分发 设备的 潜力 , 因此 炉可以实现 高效 效率 是非常

的。同时,步进梁式加热炉是一个巨大的能源消耗设备,采用最先进的燃烧控制方法的过程中减少环境污染,

减少能源消耗,等等都有非常重要的现实意义。 因此 , 论是在 论上 是在实 有一 的研究 价值

2.3 主要内容

钢铁 热能炉控制系统为背景,主要以下工作: ( 1 ) 步进梁炉钢的特点,设计控制系统的总体结构

能,以及控制系统的配置、 件的 量等参 ( 2 )操 作的炉 温度 和流量的步进梁炉、炉内 压力 和机 器操

作机 ,步进梁和钢线控制方法进行了研究。

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3 加热炉产品大纲、钢坯规格及主要性能

3.1 产品大纲

产品大纲 3.1

3.1 产品大纲

代表

产量分配(t)

例%

Φ

4 0~

Φ

6 0~

Φ 1

1 0~

1

轴承

G Cr15、 G Cr15Si M

n、S XJN 1

16

6 000

22

1 000

0

38

7 000

48

.4

2

1 0~ 85、15

7 0M n

22

000

77

000

865

00

18

55 00

23

.2

3

合金

结构

15 5 0 Cr、12

5 0 Cr M n( M o)、2 0~

3 0 Cr M nTi

53

000

13

0000

445

00

22

75 00

28

.4

24

1 000

42

8 000

131

000

8 0

0000

/

例%

3 0

.1

53

.5

16.

4

/

1

00

3.2 钢坯规格

钢铁 使用的钢坯 体规格 1.2

3.2 钢坯规格

1

钢坯规格

24 0x 24 0 、24 0x 3 00 、28 0x 36 0 、3 00x 34 0 、3 00x 4 00 、32 0x 41 0

18 0 - 22 0 方、 Φ 25 0-Φ 33 0

度: 4 000 mm 8 000 mm

标准 3 00x 34 0x 8 000 mm 28 0x 36 0x 8 000 mm

3.3 主要性能

3.3 主要性能

技术要求

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1

钢坯 坯前加热

2

炉型

步进梁式加热炉

3

效长度

45 000 mm

4

9 000 mm

5

料方式

单排/双排

6

水梁

8 (4 动 4

7

步进机 结构型式

全液压双 轮斜台 面式结构

8

步进梁步

升降:+ 1 00/- 1 00 mm、平 移: 24 0- 52 0 mm(可

9

步进 周期

5 0 s

1 0

水梁 冷却 方式

冷却

11

进料方式

炉内 悬臂辊道侧 推钢机

12

钢方式

炉内 悬臂辊道侧出+取 钢机

13

燃料

天然气

14

热方式

分区上、下

15

型式

低 NOx 常规燃烧烧

16

钢坯 温度

冷装: 环境 温度

17

加热能 标准 坯)

14 0 t / h( 冷装 ); G Cr15 9 0 t / h( 冷装

18

、燃 气预 热方式

天然气不预 热;空 采用 金属换 器预

19

气预 温度

45 0℃

2 0

器后排烟温度

3 00℃

21

排烟形

筋混凝土烟囱 然排烟

22

燃烧系统控制方式

数字 脉冲 控制 +双交叉 控制

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