产过程控制中，对实时数据历史数据的查看分析是不可缺少的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据的变化规律，曲线处理在工控系统中也是个非常重要的部分。实时曲线是用曲线显示高炉煤气压力焦炉煤气压力和立火道温度的动画图形，像笔绘记录仪样实时记录数据对象值的变化情况。历史曲线能够根据需要画出相应的历史数据的趋势效果图。历史曲线主要用于事后查看数据状态变化趋势和总结规律。下位机系统主程序流程图主程序流程图如图所示焦炉温度控制混合煤气加热焦炉煤气加热手动控制开始自动控制快速加热初始化图主程序流程图下位机主程序流程图说明当按下开始键启动，开始对内各定时器计数器以及控制器进行初始化初始化完成之后，选择控制方式，控制方式分自动控制二〇〇七年六月十八日星期和手动控制两种，在控制系统正常的情况下选择自动控制，只有在系统出现故障或检修时使用手动控制。在自动控制方式下有两种加热方式，通常选择混合煤气加热方式，只有当焦炉内温度低于下限值时选用焦炉煤气加热方式进行加热，使炉内温度迅速上升。最后进入温度控制，温度控制包含混合煤气压力控制回路和吸力控制回路两部分。将蓄顶温度经立火道温度软测量模型输出送给温度控制器，温度控制器的输出再作为混合煤气压力控制器和吸力控制器的设定值，然后经混合煤气压力控制器和吸力控制器分别控制混合煤气阀门开度和分烟道挡板开度，近而控制焦炉温度，使焦炉温度稳定在目标焦饼温度。混合煤气压力控制回路子程序流程图混合煤气压力控制回路子程序流程图如图所示采集模拟量把送混煤压控制器阀门开度送执行机构开始结束图混合煤气压力控制回路子程序流程图控制回路首先通过现场检测仪表检测混煤压值，进入到下位机系统，把混煤压检测值和混煤压设定值送入到建立的混煤压控制器，得到的阀门开度通过上位机和下位机系统下发到执行机构，最终控制阀门开度。二〇〇七年六月十八日星期吸力控制回路子程序流程图吸力控制回路子程序流程图如图所示采集模拟量把送吸力控制器挡板开度送执行机构开始结束图吸力控制回路子程序流程图控制回路首先通过现场检测仪表检测到分烟道吸力值，进入到下位机系统，把吸力检测值和吸力设定值送入到建立的吸力控制器，得到的挡板开度通过上位机和下位机系统下发到执行机构，最终控制挡板的开度。二〇〇七年六月十八日星期第五章结束语本文在对焦炉加热燃烧生产过程工艺特点研究的基础上，针对具有时变大时滞非线性等特点的焦炉燃烧加热过程，上位机采用组态软件设计出监控画面，下位机采用西门子系统，及软测量技术建立起焦炉加热控制系统。系统投入运行以来，立火道温度控制取得了良好的控制效果，提高了焦炉生产率焦炭质量，减少炼焦生产中的环境污染以及改善劳动条件。具体而言本设计的主要成果包括以下几个方面建立个焦炉加热燃烧过程控制系统，系统整体结构由系统对各类参数，包括温度流量和压力但与国外先进技术相比，国内的焦炉控制水平较低，还需进步的研究和开发。自年代末期以来由于国内经济的快速发展以及我国焦炭产量的大幅增加，由焦炭大国向焦炭强国转变等各具特色的系统。工业发达的国家投入大量的人力财力和物力用于焦炉计算机控制系统的研究开发和应用，取得了明显的经济效益。相比而言，我们国家这方面还存在不小的差距。到了年代，我国很多焦化厂论的发展，使焦炉的计算机控制成为可能。自从年日本钢管公司在福山钢铁厂焦炉上首次成功地开发应用了焦炉燃烧控制系统以来，世界上许多钢铁公司已先后开发了多种焦炉加热自动控制系统，相继出现了炉的使用寿命。焦炉加热控制系统的发展状况年代初，美国前苏联等国家就已经对焦炉的操作和控制进行了研究，但由于当时的科技水平低，焦炉的工艺和设备又很复杂，故进展不大。到了年代，随着计算机技术和自动控制理程度低，其控制效果主要依赖于操作人员的实际经验和个人预测能力。由于不同班次的测温工和调火工进行调节的时间和力度均不相同，可能造成火道温度较大波动，而超出允许的范围，造成焦炭质量下降和能源浪费，也影响焦控制值。直行温度代表了全炉温度情况，控制了直行温度，也即是控制了炼焦温度，保证了炼焦工艺过程对供热的需求。现在很多焦炉加热工艺过程没有进行实时监视，煤气流量及分烟道吸力均以人工调节为主，整个系统自动化度的高低直接影响煤料炭化和焦饼的最终温度。也可以说，燃烧室温度实际上代表炼焦温度。从炼焦工艺过程出发，对此温度不但要求均匀性，而且要求稳定性，此温度被称为直行温度，它准确是指机焦侧各燃烧室平均温度的热过程进行调节，以达到加热制度合理炉温均匀稳定，从而实现低能耗优质高产减少环境污染和延长炉体寿命的目的。炭化室煤料干馏过程二〇〇七年六月十八日星期是通过炉墙传热获取燃烧室的热量，因此，燃烧室温炭加热不均匀，就会局部生焦造成出焦时冒黑烟，而且加热煤气燃烧不完全，也会产生大量黑烟另外焦炉加热控制的好坏，对焦炭质量和炉体寿命都有重要直接影响，因此，需要根据生产条件与客观变化因素及时不断地对加热炭加热不均匀，就会局部生焦造成出焦时冒黑烟，而且加热煤气燃烧不完全，也会产生大量黑烟另外焦炉加热控制的好坏，对焦炭质量和炉体寿命都有重要直接影响，因此，需要根据生产条件与客观变化因素及时不断地对加热过程进行调节，以达到加热制度合理炉温均匀稳定，从而实现低能耗优质高产减少环境污染和延长炉体寿命的目的。炭化室煤料干馏过程二〇〇七年六月十八日星期是通过炉墙传热获取燃烧室的热量，因此，燃烧室温度的高低直接影响煤料炭化和焦饼的最终温，二〇〇七年六月十八日星期目录摘要第章引言研究背景与目标焦炉加热控制系统的发展状况焦炉加热控制方案介绍焦炉加热控制系统设计思想第二章焦炉加热控制系统总体结构设计焦炉加热燃烧工艺过程焦炉加热控制的难点分析控制系统总体结构及过程参数检测控制系统总体结构温度控制策略设计过程参数检测立火道实际温度检测方法的确定立火道温度软测量立火道温度软测量模型的建立蓄顶温度检测点设置第三章硬件系统设计特点介绍及选型二〇〇七年六月十八日星期特点介绍选型上位机选取热电偶选型控制器温度控制器混煤压控制器和吸力控制器压力检测仪表流量计变送器及执行器压力检测仪表流量计变送器执行器第四章软件系统设计上位机软件系统设计焦炉加热控制系统监控画面数据显示画面下位机系统主程序流程图混合煤气压力控制回路子程序流程图吸力控制回路子程序流程图第五章结束语参考文献附录焦炉加热控制系统监控画面附录程序二〇〇七年六月十八日星期致谢二〇〇七年六月十八日星期第章引言焦炭是炼焦工业最重要的产品，大多数国家的焦炭以上用于高炉炼铁，炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的个重大里程碑冶炼工业，少量用于制取碳化钙二硫化碳元素磷等。另外焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭冶金焦必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炉是煤化学工业中极为重要的工业炉之，其加热燃烧过程是个多变量非线性分布参数快过程和慢过程交织在起的复杂工业过程，具有大时滞大惯性强非线性多因素藕合变参数的特点，焦炉火道温度稳定性直接关系到焦炭质量和炉体寿命。在炼焦厂的总能耗中，焦炉加热用的煤气量约占总能耗的。因此，实现焦炉加热燃烧过程控制，对于降低焦炉能耗提高焦炭质量延长焦炉寿命减少环境污染和改善劳动条件都具有非常重要的意义。研究背景与目标焦炉是冶金工业中重要的热工设备，其生产原理是将煤在隔绝空气的情况下进行高温干馏从而产生焦炭煤气以及焦油等其他有机化学副产品。我国是世界上不折不扣的焦炭生产大国，也是世界上最大的焦炭出口国。焦炉生产出占整个钢铁联合企业的二次能源，但自身又是个耗能大户。焦炉加热生产还极易给环境造成严重的污染，如果焦炉控制不好，焦炭加热不均匀，就会局部生焦造成出焦时冒黑烟，而且加热煤气燃烧不完