班級：測控技術與儀器083班
姓名：高翔
學號：089064081
設計日期:2023年12月22至2023年1月2號
設計地點：安徽工業大學東校區
小組成員：安健高翔吳正偉張長帥嚴言
目錄第一部分：步進式加熱爐
1. 步進式加熱爐簡介3
2. 步進式加熱爐結構4
3. 步進式加熱爐工藝流程5
第二部分：dcs系統的選型
⒈ dcs選型注意事項7
⒉ 本設計dcs選型7
⒊ dcs系統硬體選型8
⒋ 組態設計8
⒌ 裝置安裝9
⒍ 除錯9
第三部分：步進式加熱爐控制系統設計方案
⒈ 步進式加熱爐的主要效能引數9
⒉ 步進式加熱爐具體控制方案設計9
第四部分：dcs組態圖
⒈ jx-300組態13
⒉ 加熱爐控制系統演示工程14
⒊ 溫度報警顯示15
⒋ 溫度和爐膛壓力監控16
第五部分：心得體會
第六部分：參考資料
一、步進式加熱爐工藝流程
⒈步進式加熱爐簡介
⑴步進式加熱爐
步進式加熱爐是一種靠爐底或水冷金屬梁的上公升、前進、下降、後退的動作把料坯一步一步地移送前進的連續加熱爐。
爐子有固定爐底和步進爐底，或者有固定梁和步進梁。前者叫做步進底式爐，後者叫做步進梁式爐。軋鋼用加熱爐的步進梁通常由水冷管組成。步進梁式爐可對料坯實現上下雙面加熱。
⑵步進式加熱爐特點
和推送式連續加熱爐相比，步進式加熱爐具有以下優點：
1.可以加熱各種形狀相比的料坯，特別適合推送式爐不便加熱的大板坯和異型坯。
2.生產能力大，爐底強度可以達到800-100kg/m2 h,與推送式爐相比，加熱等量的料坯，爐子長度可以縮短10%-15%。
3.爐子長度不受推送比的限制，不會產生拱料、粘連現象。
4.爐子的靈活性大，在爐長不變的情況下，通過改變料坯之間的距離，就可以改變爐內料塊的數目，適應產量變化的需要。而且步進週期也是可調的，如果加大每一週期前進的步距，就意味著料坯在爐內的時間縮短，從而可以適應不同金屬加熱要求。
5.單面加熱的步進式爐沒有水管黑印，不需要均熱床。兩面加熱的情況比較複雜，對黑印的影響要看水管絕熱良好與否而定。
6.由於坯料不在爐底滑道上滑動，料坯的下面不會有劃痕。推送式爐由於推力震動，使滑道及絕熱材料經常損壞，而步進式爐不需要這些維修費用。
7.軋機故障或停軋時，能踏步或將物料退出爐膛，以免料坯長期停留爐內造成氧化和脫碳。
8.可以準確計算和控制加熱時間，便於實現過程自動化。
步進式加熱爐存在的缺點：
和同樣生產能力的推送式爐相比，造價高15%-20%；其次步進式爐（兩面加熱的）爐底支撐水管較多，水耗量和熱耗量超過同樣生產能力的推送式爐。經資料表明，在同樣小時產量下，步進式爐的熱耗量比推送式爐高160kj。
⒉步進式加熱爐的結構
⑴步進式加熱爐結構圖
(2)爐底結構：
從爐子結構看，步進式加熱爐分為上加熱步進式爐、上下加熱步進式爐、雙步進梁步進式爐等。
上加熱爐只有上部有加熱裝置，固定梁和移動梁是耐熱金屬製作的，固定爐底是耐或材料砌築的。這種爐子幾乎沒有水冷結構，所以熱耗較低，只能單面加熱，用於較薄鋼坯的加熱。
與推進式加熱爐一樣，為了滿足加大鋼坯的需要，步進式加熱爐也發展了以下的加熱方式，出現了上下加熱的步進式加熱爐。結構圖如圖（2）
.此爐底是架空的，可以實現雙面加熱，鋼坯沒有緊靠在一起，也可以看成是四面受熱。下加熱一般只能用側燒，上加熱可以用軸向端燒嘴，也可以用側燒嘴或爐頂端燒嘴供熱。考慮到軸向燒嘴火焰沿長度方向的溫度分布和各段溫度的控制，某些大型步進式爐有明顯的爐頂壓下，而下加熱段設有端牆，以免各段溫度之間相互干擾。
因此這樣的步進式爐子長度溫度調節有更大的靈活性。如果爐子寬度較大，火焰長度又較短時，可以在爐頂上安裝平焰燒嘴。
(3)傳動機構：
步進式加熱爐的傳動機構分為機械傳動和液壓傳動，目前廣泛應用的是液壓傳動方式。此種傳動方式執行穩定、結構簡單、執行速度的控制比較準確，占地面積小、裝置質量小、比機械傳動有明顯的優點。由於步進式爐很長，上下兩面溫度差過大，線膨脹的不同會造成大量的彎曲和隆起。
為解決這個問題，目前一些爐子將大樑分成若干段，各段間留有一定的膨脹間隙，變形雖不能避免，但彎曲的程度大為減輕，不致影響爐子正常工作。
(4)密封結構：
為了保證步進梁正常無阻礙的運動，在活動梁和移動梁之間要有一定的間隙，對步進梁來說則在梁支撐穿過爐底部分***它運動的足夠大的開孔。這些縫隙或開孔的存在雖然是必要的，但也容易吸入冷風，影響加熱質量和降低燃料利用率，也可能造成爐氣外逸，危害爐底下部裝置，對軋鋼用步進爐則必須考慮密封問題。目前有滑板式密封和水封兩種密封形式，前者密封較差，水封密封較好。
⒊步進式加熱爐工藝流程
一般情況下，加熱爐沿爐膛長度方向分為預熱段、加熱段和均熱段。進料端為預熱段，爐氣溫度較低，其作用在於充分利用爐氣熱量，給進爐板坯預熱到一定溫度，以提高爐子的熱效率。加熱段為主要供熱段，爐氣溫度較高，以利於實現板坯的快速加熱，保證板坯加熱到要求的目標溫度。
均熱段位於出料端，爐氣溫度與金屬料溫度差別很小，保證出爐料坯的斷面溫度均勻。一般用於加熱小斷面料坯的爐子只有預熱段和加熱段。
鋼坯加熱是熱軋生產工藝過程中的重要工序。其生產過程如下：對於步進式加熱爐，鋼坯的移動是通過固定梁和移動梁的週期運動來實現的。
鋼坯位於固定梁上，移動梁反覆地進行上公升、前進、下降、後退的矩形運動，移動梁的每乙個迴圈運動帶動鋼坯在爐前進一步，而且保證鋼坯沒有任何滑動。傳動機構的上下運動和前後運動分別是由獨立的機構完成的。步進梁的進後運動多採用油壓傳動方式，上下運動可以採用油壓傳動也可以採用電動方式。
鋼坯被送到加熱爐外的上料輥道上，經過測長後，從裝料爐門進入爐內，然後在爐內懸臂輥道上進行對中定位，通過移動梁步進機械的週期運動，一步步地前進。當鋼坯被輸送到出爐位置，且已達到所要求的出爐溫度，當接到允許出鋼訊號時，鋼坯加熱結束，由出料懸臂輥道從出料爐門送出，送往軋機進行軋制。
步進行程如圖（3）
工藝過程如圖（4）
2、dcs系統選型
⒈dcs選型注意事項
⒈ dcs可以用於不同的工藝過程，它是通用的控制裝置。
⒉ 經濟性，應該從dcs本身**和預計所創效益角度考慮。
⒊ 承包方的技術力量，也就是承包方對哪一工藝過程和dcs本身比較熟悉。
⒋ 售後服務問題，國外廠商通常情況下存在配品、備件****高，且不能及時**問題。國內的dcs廠家配品、備件**比較及時，售後服務方面做的也比較好。也可選用。
⒌ dcs的技術先進性，指系統採用了經過驗證的最新技術，並有發展前途和生命力。
選型不但要考慮專案規模和投資預算，還要考慮到一系列其它的因素，選型是否恰當往往從一開始就決定了該系統今後的命運，應慎重考慮。
⒉本設計dcs的選型
一般的工程專案，需要進行可行性研究和專案的基礎設計，以確定工藝基本要求、系統的規模、測點的數目及特性（如量程、單位、閥特性、觸點的常開和常閉等）、控制要求（如聯鎖、常規控制、特殊控制等）、需監控的流程畫面（如帶測點的工藝流程圖樣式、操作介面的樣式）、報表樣式及要求、控制室的布置設計等等。明確這些要求，為下一步的選型、組態、安裝、除錯等工作做了準備。選擇浙大中控jx-300x組態系統。
jx-300x系統硬體結構
⒊dcs系統硬體選型
根據系統實際測點和控制情況，選擇系統需要的硬體裝置（機櫃、機籠、卡件、操作站等），使硬體配置可以滿足設計中的資料監控、畫面瀏覽等要求，並為將來的系統擴充套件公升級留有一定的餘量。
加熱爐i/o點數
⒋組態設計
根據前期設計和硬體選型的結論，用 jx-300x 系統組態軟體包中的相關軟體實現控制站、操作站等硬體裝置在軟體中的配置，操作畫面設計，流程圖繪製、控制方案編寫，報表製作等等。
一般的，組態設計按照以下的步驟進行：
①以系統整體構架為基礎，進行總體資訊的組態
②i/o 組態（i/o 裝置、訊號引數的設定）
③控制組態（控制方案的實現）
④操作組態（監控畫面，如流程圖等）
對於乙個專案的組態設計，主要是指利用 jx-300x dcs 系統組態軟體包，在工程師站上完成的設計、配置工作，這樣的組態設計基本上是按照下面的步驟進行的：
1. 整理硬體及 i/o 資訊，分配測點
2. 建立組態檔案
3. 主機設定
4. 控制站 i/o 組態
5. 控制方案組態
6. 操作站組態
7. 編譯、修正
⒌裝置安裝
裝置安裝之前，需要確定的是指控制室的環境布置是否符合 dcs 工作要求，是否具備供電條件，接地系統是否完成，機櫃、操作台等是否就位，電纜的鋪設是否符合標準，現場儀表的就位是否正常。
確認安裝的準備工作就緒以後，可以進行裝置接線、卡件安裝等工作。
⒍除錯在裝置就位的基礎上，可以進行組態的**以及控制系統的除錯和聯調。這些工作的進行測試了系統的各裝置的通訊是否暢通，硬體工作是否正常，現場裝置能否按照配置正確的工作，控制方案是否滿足控制要求。
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