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密级：NANCHANGUNIVERSITY学士学位论文THESISOFBACHELOR（2006—2010年）题目锅炉控制系统的设计学院：环境与化学工程系化工专业班级：测控技术与仪器学生姓名：魏彩昊学号：5801206025指导教师：杨大勇职称：讲师起讫日期：2010-3至2010-6南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：导师签名：日期：南昌大学学士学位论文I锅炉控制系统设计专业：测控技术与仪器学号：5801206025学生姓名：魏彩昊指导教师：杨大勇摘要温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法，并以PLC为核心，组成电加热炉自适应控制系统，其控制精度，可靠性，稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。关键词：温度；电加热炉；PLC；控制系统南昌大学学士学位论文IIControlSystemDesignofBoilerABSTRACTTemperatureisaverypopularparameterofpyrologyinflowindustry，sotemperaturecontrolisanemphasesofprocesscontrol.Consideringsomespecialconditionsuchasheatingmechanismandthespecialstructureofheaterthereareoftensomefeaturessuchaslongtimelag，nonlinearityanddifficultiesofmodelingoftargetsofprocess.It'sdifficulttocontrolverywellbytraditionalPIDalgorithm，theDigitalPIDcontrolalgorithmcangetbettercontroleffect.Thisarticledescribedatypeofimprovedregenerativeheatingfurnace,whichmakesthetemperatureinvariableandautoignitionusingPLC.Itcanbeavailableinaluminumandsteelmillandothermetalindustry,whichcanbringobviouseconomicandsocialbenefits.Theindustrialdesignoftheprototypeelectricoventolaboratoryelectricfurnaceoftherealobject,PIDcontrolalgorithmfortemperaturecontrol.Thepaperpresentsatargetforelectricfurnacecharacteristicsofcontrolalgorithms,andPLCasthecoretoformthefurnaceadaptivecontrolsystem.Controlaccuracy,reliabilityandstabilityindicatorsaremuchhigherthanthesystemwhichisconsistedoftheconventionalinstrument,thedesignusesPIDalgorithmtocontrolitstemperature.Keyword:Temperature；heatingfurnace；PLC；controlsystem南昌大学学士学位论文III目录摘要................................................................................................................................IABSTRACT..................................................................................................................II第一章绪论..................................................................................................................11.1选题的背景及意义..................................................................................................11.2加热炉控制研究现状..............................................................................................21.3本设计的主要工作及技术路线..............................................................................31.3.1主要工作........................................................................................................31.3.2本论文的技术路线........................................................................................4第二章控制方案确定................................................................................................52.1控制对象的数学模型及仿真..................................................................................52.2电加热炉控制系统分析:.....................................................................................102.3控制系统的控制过程............................................................................................112.3.1温度--流量串级控制系统..........................................................................112.3.2液位-流量串级控制系统...........................................................................112.4控制系统主要特色...............................................................................................12第三章PLC控制系统硬件设计及仪表选型........................................................143.1系统特性分析........................................................................................................143.2PROFIBUS现场总线介绍..................................................................................143.3电加热炉PLC系统结构......................................................................................153.4PLC控制系统设计...............................................................................................163.4.1恒温控制系统..............................................................................................163.4.2恒压控制系统..............................................................................................17第四章控制系统的软件设计..................................................................................204.1下位机软件设计...................................................................................................204.1.1Step-7简介...................................................................................................204.1.2下位机软件设计流程图..............................................................................224.2上位机软件设计.............................................................................................224.2.1WinCC简介............