摘 要

热风炉是目前大型高炉的重要组成部分，其作用是把鼓风机的冷风加热到工艺要求的温度形成热风，然后从高炉风口鼓入，帮助焦炭燃烧，所以热风炉的热风温度稳定与否对于整个高炉有着很大的影响。所以，我们需要设计一个自动温度控制系统，使热风炉的温度处于一个稳定的状态。

本文介绍的是热风炉的自动温度控制系统。是以热风炉为被控对象，热风炉炉内温度为主被控参数，燃料的流量为副被控参数，PLC为控制器，设计了一个热风炉串级控制温度控制系统，并且通过分析了热风炉的结构和特点，以及实际情况下的需求，完成了PLC、温度变送器、气动阀、触摸屏等相关硬件电路的选型和设计。再根据所要实现的功能进行PLC的软件编程以及触摸屏的设计，最终通过调试实现预期的自动温度控制的功能。

关键字：热风炉；温度控制；PLC

Abstract

Hot blast stove is the important part of the large blast stove, its role is to put the blower air cooling heat to the process requirement of forming hot air temperature, and then blow the hot air to the large blast stove, helping coke burning, so hot blast furnace hot blast temperature stable and not to the blast furnace has a great influence. Therefore, we need to design an automatic temperature control system, so that the temperature of the furnace is in a stable state.

Automatic temperature control system of hot blast stove are introduced in this thesis. In hot blast stove for the controlled object, hot blast stove furnace temperature was accused of parameters, the fuel flow to deputy was accused of parameters, PLC as the controller, designed a cascade control of hot air stove temperature control system, and through the analysis of the structure and characteristics of the hot blast stove, and the actual situation of demand, completed the PLC, temperature transmitter, pneumatic valve, touch screen and other related hardware type selection and design of the circuit. According to need to realize the function of PLC software programming and the design of touch screen, by adjusting eventually achieve the function of automatic temperature control.

Key Words: Hot air stove; temperature control; PLC

目录

第1章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2课题的目的和意义 1

1.3国内外研究现状 1

1.3.1国内发展 1

1.3.2国外发展 2

1.4研究内容 3

第2章 方案的设计与论证 4

2.1系统要求与实现的功能 4

2.2热风炉 4

2.3设计与论证 4

2.3.1控制方式的选择 4

2.3.2被控变量的选择 5

2.3.3控制器的选择 5

2.3.4执行器的选择 5

2.3.5检测元件的选择 6

2.3.6系统框图 6

第3章 硬件选择与设计 7

3.1可编程控制器 7

3.1.1可编程控制器的定义 7

3.1.2可编程控制器的组成和工作原理 7

3.1.3可编程控制器的分类及特点 8

3.1.4 PLC控制系统设计的基本原则 8

3.1.5 PLC的选型 9

3.2气开式气动阀 13

3.2.1气动调节阀的结构 13

3.2.2气开式气动阀的原理 13

3.2.3电/气转换器 14

3.3温度变送器 14

3.3.1温度变送器的定义 14

3.3.2温度变送器的原理 15

3.3.3温度变送器的选择 15

3.4气体流量计 16

3.4.1威力巴气体流量计 16

3.4.2威力巴气体流量计的测量原理 16

3.4.3差压变送器 16

3.5触摸屏 17

第4章 软件设计 19

4.1PLC程序设计的方法 19

4.2编程软件介绍 19

4.3程序设计 20

4.3.1 PLC程序设计的一般步骤 20

4.3.2PLC程序块 21

4.3.3程序部分 21

4.4 HMI 22

4.4.1EBPro 22

4.4.2HMI界面的设计 22

4.5 PID控制及参数整定 23

4.5.1 PID控制器的组成 23

4.5.2 PID参数整定的方法 24

第五章 总结和展望 26

参考文献 27

附录A 28

附录B 31

附录C 32

致谢 33

第1章 绪论

1.1课题背景

随着社会的进步，科技的发展，人们对生活当中的各个方面都有了更高的要求，特别是对工业的各个方面有了更加严格的要求，而温度作为工业控制过程中的一个重要参数，它不仅对人们的生活有着重大的意义，同样影响着工业的发展，因此在当今社会中，温度控制系统的优劣决定一个工业过程发展的兴亡。在现如今的很多领域都要用到温度控制，如电力、机械等方面，又因为针对不同的工业过程和不同的工艺要求，所需要的温度控制系统不尽相同，所以很多种不同类型的控制系统都得到了发展。此外，温度控制过程与其他的工艺过程相比较更加复杂，更加难以控制，因此，我们需要掌握更加先进的控制理论和控制技术。

随着世界上第一台可编程逻辑控制器（PLC）的出现，它得到了越来越多人的关注，它的应用范围也越来越广泛，而随着要求不断地变严，PLC也得到了很大的发展，正是因为PLC具有可靠性高、安装方便、编程简单易学、功能强大、适用范围广等许多特点，我们更要好好掌握PLC技术，要走在世界的前端。

1.2课题的目的和意义

这个课题的研究意义在于不仅可以保证生产人员的安全，还可以提高生产效率，从而促使国民经济的增长 ，此外这个课题可以应用到多个领域，加深各个领域的联系的同时也可以促进多个领域的快速发展。