專利名稱：自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業(yè)窯爐，特別涉及一種能夠自動控制陶瓷燒成過程氣氛的梭式窯。
背景技術：
梭式窯作為一種間歇性窯爐，具有占地少、一次性投資少、生產(chǎn)靈活等優(yōu)點，因而受到廣大的中小型陶瓷企業(yè)的青睞。在燒制陶瓷制品時，為了達到所需的產(chǎn)品質(zhì)量或外觀要求，往往需要在燒制產(chǎn)品的不同溫度階段控制窯爐內(nèi)具有不同的氣氛。窯內(nèi)的氣氛分為三種，即氧化氣氛、還原氣氛、中性氣氛。噴入窯爐內(nèi)的燃料在一定的溫度下與噴入窯內(nèi)的空氣發(fā)生氧化反應，當空氣過量時，此時煙氣內(nèi)還含有一定的游離氧，窯內(nèi)的氣氛為氧化氣氛；當剛好燃燒完全時，窯內(nèi)的氣氛為中性氣氛；當空氣量不足時，此時窯內(nèi)煙氣中還含有沒有燃燒完全的CO、H等成分，窯內(nèi)的氣氛為還原氣氛。現(xiàn)在檢測煙氣成分的速度較快的先進儀器是紅外線氣體分析儀，然而它也需要將氣體引出窯外，經(jīng)過過濾、降溫(對于高溫煙氣)等過程處理，仍存在較大的滯后性，以至于無法將它檢測的數(shù)據(jù)直接用于實現(xiàn)窯爐自動控制；再加上該分析儀價格較貴；窯爐溫度與氣氛之間存在很復雜的耦合關系；以至于現(xiàn)在大多數(shù)中小型梭式窯都沒有應用自動控制系統(tǒng)，自動控制的大型窯爐也最多只能將紅外氣體分析儀作為監(jiān)視設備使用，無法利用它對氣氛進行自動控制。在現(xiàn)有的梭式窯燒制產(chǎn)品時，對梭式窯的控制是通過人工操作來完成，主要是通過調(diào)節(jié)煙囪閘板開度、助燃空氣及燃氣的進氣量來達到控制溫度及氣氛的目的。在梭式窯的燒成過程當中氣氛的控制是對生產(chǎn)質(zhì)量的影響很大，但由于溫度與氣氛相互影響非常大，人工操作往往因為燒成控制不當而造成燃料消耗量過大、產(chǎn)品質(zhì)量差、各窯燒制的產(chǎn)品參差不齊等后果。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有人工操作的梭式窯的缺點，提供一種可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約燃料、減少污染、節(jié)約人工成本，尤其是解決不同窯次燒成同樣的產(chǎn)品時產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊問題的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯。
本實用新型提供的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯包括一般陶瓷工業(yè)梭式窯爐結(jié)構(gòu)中所有的窯體、燃氣管道、助燃空氣管道、燃燒裝置、排煙裝置、風機等組件；還包括溫度與氣氛自動控制裝置，溫度與氣氛自動控制裝置由信號輸入組件、信號處理組件、信號輸出組件、執(zhí)行組件依次信號連接構(gòu)成。
所述信號輸入組件包括有測溫器、窯壓測量及變送器、A/D轉(zhuǎn)換器，測溫器及窯壓測量及變送器分別與A/D轉(zhuǎn)換器信號連接。
所述信號處理組件為工業(yè)控制計算機或程序控制器。
所述信號輸出組件包括有D/A轉(zhuǎn)換器。
所述執(zhí)行組件包括燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)、燃燒控制器、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)、窯壓執(zhí)行機構(gòu)，燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)、燃燒控制器、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)、窯壓執(zhí)行機構(gòu)分別與信號輸出組件信號連接。
本實用新型自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的工作原理為用信號輸入組件測得溫度、壓力信號并輸入信號處理組件，信號處理組件對溫度和壓力信號進行處理，處理后輸出處理信號傳送到執(zhí)行組件，執(zhí)行組件控制相應的參數(shù)改變從而實現(xiàn)對梭式窯內(nèi)溫度與氣氛的控制。
本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點本自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯采用了自動控制裝置對梭式窯內(nèi)的溫度及氣氛進行精確的控制，克服了人工操作存在的主觀判斷因素影響較大、控制精度差、生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點，可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約燃料、減少污染、節(jié)約人工成本，尤其是可以使不同窯次燒成的產(chǎn)品質(zhì)量一致性好。


圖1是本實用新型自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的控制流程圖。
圖3是圖2所示工業(yè)控制計算機中采用的梭式窯自動控制軟件的程序流程圖。
具體實施方式
實施例下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。圖1示出了本自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的具體結(jié)構(gòu)，由圖1可見，本實用新型提供的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯包括一般陶瓷工業(yè)梭式窯爐結(jié)構(gòu)中所具有的窯體1、燃氣管道6、助燃空氣管道12、燃燒裝置15、排煙裝置4、風機9等構(gòu)件；還包括有溫度與氣氛自動控制裝置，溫度與氣氛自動控制裝置包括有(1)由測溫器2、窯壓測量及變送器3、A/D轉(zhuǎn)換器10構(gòu)成的信號輸入組件，測溫器2及窯壓測量及變送器3分別與A/D轉(zhuǎn)換器10信號連接；(2)由工業(yè)控制計算機11構(gòu)成的信號處理組件；(3)由D/A轉(zhuǎn)換器8構(gòu)成的信號輸出組件；(4)由燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)14、燃燒控制器7、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)13、窯壓執(zhí)行機構(gòu)5構(gòu)成的執(zhí)行組件，溫度與氣氛自動控制裝置中各組件之間的連接關系為A/D轉(zhuǎn)換器10與工業(yè)控制計算機11信號連接，將測溫器2、窯壓測量及變送器3測得的溫度及壓力數(shù)據(jù)輸送入工業(yè)控制計算機11處理，工業(yè)控制計算機11還通過D/A轉(zhuǎn)換器8與執(zhí)行組件燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)14、燃燒控制器7、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)13、窯壓執(zhí)行機構(gòu)5分別信號連接，將處理后的操作命令轉(zhuǎn)換后控制各執(zhí)行機構(gòu)動作從而控制窯體1內(nèi)的溫度及氣氛參數(shù)。上述各組件可采用的具體型號如下測溫器2采用鉑銠—鉑熱電偶，窯壓測量及變送器3采用天神牌HM型差壓變送器(合肥天神電器有限公司)，A/D轉(zhuǎn)換器10采用智能ADAM4018型A/D轉(zhuǎn)換器(研華工控有限公司)，工業(yè)控制計算機11采用研祥工控有限公司的810P型工業(yè)控制計算機，D/A轉(zhuǎn)換器8采用智能PLC726型D/A轉(zhuǎn)換器(研祥工控有限公司)，窯壓執(zhí)行機構(gòu)5采用Unic-10型全自動電動執(zhí)行機構(gòu)(Koei Industry Co.LTD)，燃燒控制器7為奧康窯業(yè)創(chuàng)新科技工程設備公司產(chǎn)的ATFD3.7型全自動燃燒火焰控制器，空氣流量執(zhí)行機構(gòu)13及燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)14均采用Koei Industry Co.LTD生產(chǎn)的Unic-10全自動電動執(zhí)行機構(gòu)。
本自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的工作過程如圖2所示，具體控制過程如下(1)由測溫器2、窯壓測量及變送器3測得的溫度及壓力信號用A/D轉(zhuǎn)換器10將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，輸入工業(yè)控制計算機11；(2)應用工業(yè)控制計算機11中的梭式窯自動控制軟件，由溫度和壓力數(shù)字信號與設定信號之差來確定輸出的空氣流量及煙囪閘板控制信號；(3)將控制信號通過D/A轉(zhuǎn)化器8將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，模擬的電流或電壓控制信號帶動燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)14控制燃氣流量、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)13控制空氣流量及窯壓執(zhí)行機構(gòu)5控制煙囪閘板開度，燃燒控制器7用來控制燒成前點燃燒嘴，燒成過程中監(jiān)視燒嘴的燃燒情況，當燒嘴出現(xiàn)熄火時燃燒控制器7可自動重新點燃，當燒嘴出現(xiàn)異常情況時提供報警作用，從而達到控制梭式窯內(nèi)溫度及氣氛的目的。
具體地，本自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯的控制原理如下(1)當測溫器2所測的溫度低于設定溫度時，通過燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)14來加大燃氣流量，同時由空氣流量執(zhí)行機構(gòu)13相應加大助燃空氣流量，使空氣過剩系數(shù)不變，這時燃燒產(chǎn)生的熱值增大，溫度上升；反之，通過燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)14來減小燃氣流量，同時由空氣流量執(zhí)行機構(gòu)13相應減小助燃空氣流量，使空氣過剩系數(shù)不變，這時燃燒產(chǎn)生的熱值減小，溫度則下降；(2)當需要氧化氣氛時，由窯壓執(zhí)行機構(gòu)5開大煙囪閘板，加大煙囪抽力，由燒嘴處縫隙及觀察孔等處抽入更多的二次空氣量，同時適當增大助燃空氣流量，使總空氣量過剩；反之，當需要還原氣氛時，則由窯壓執(zhí)行機構(gòu)5關小煙囪閘板，適當減小空氣流量，使燃氣過剩；煙囪閘板開度大小的改變是根據(jù)窯內(nèi)氣體的實際壓力與設定的壓力之差來決定的，窯內(nèi)實際壓力由安裝于窯頂?shù)母G壓測量及變送器3測量；同一梭式窯內(nèi)設定壓力與溫度、氣氛、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品的裝載方式許多因素有關，設定壓力是通過專家燒成的實驗數(shù)據(jù)總結(jié)確定的，在所需相同的還原氣氛濃度下，溫度越高則所需的窯壓越高，產(chǎn)品裝載得越密則所需的窯壓也越高。
上述控制方法由本工業(yè)控制計算機中的梭式窯自動控制軟件實現(xiàn)，本軟件是在工業(yè)組態(tài)軟件基礎上設計的，程序流程框圖如圖3所示，它的主要功能模塊有數(shù)據(jù)初始化模塊、設置燒成制度模塊、報警窗口模塊、觀察歷史數(shù)據(jù)模塊、實時數(shù)據(jù)模塊、生成報表模塊、主監(jiān)控畫面模塊以及核心控制模塊。各模塊主要功能如下(1)數(shù)據(jù)初始化模塊主要是初始化燒成制度、監(jiān)控數(shù)據(jù)的報警上下限、各種報表的生成格式等；(2)設置燒成制度模塊為用戶首次使用時設置燒成制度用或者需要修改燒成制度時使用，可以設置溫度制度及壓力制度；(3)報警窗口模塊提供升溫速度過快、燒成溫度過高等異常情況時的報警；(4)觀察歷史數(shù)據(jù)模塊可以調(diào)出任何以往的實際燒成溫度曲線、設置的溫度曲線、壓力曲線，并且可以任意移動、放大、縮小來觀察；(5)實時數(shù)據(jù)模塊可以調(diào)出現(xiàn)在正在燒成的溫度曲線和燒成設置，并且可以任意移動、放大、縮小來觀察；(6)生成報表模塊可以任選以往的歷史數(shù)據(jù)生成歷史報表或現(xiàn)在的實時燒成數(shù)據(jù)生成實時報表并可編輯、打??；(7)主監(jiān)控畫面模塊將所有燒成中的監(jiān)控數(shù)據(jù)(溫度、壓力、流量、閘板開度等)形象直觀地顯示在屏幕上，并且實時跟蹤顯示監(jiān)控數(shù)據(jù)的變化，方便用戶根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)的變化來進行窯爐的燒成操作；(8)核心控制模塊的主要功能是采集溫度和壓力信號，對采集的信號進行處理，輸出流量控制和閘板開度控制信號。
權(quán)利要求1.一種自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯，包括一般陶瓷工業(yè)梭式窯爐所有的窯體(1)、燃氣管道(6)、助燃空氣管道(12)、燃燒裝置(15)、排煙裝置(4)、風機(9)等組件；其特征在于還包括有溫度與氣氛自動控制裝置，溫度與氣氛自動控制裝置由信號輸入組件、信號處理組件、信號輸出組件、執(zhí)行組件依次信號連接構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯，其特征在于所述信號輸入組件包括有測溫器(2)、窯壓測量及變送器(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(10)，測溫器(2)及窯壓測量及變送器(3)分別與A/D轉(zhuǎn)換器(10)信號連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯，其特征在于所述信號處理組件為工業(yè)控制計算機(11)或程序控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯，其特征在于所述信號輸出組件包括有D/A轉(zhuǎn)換器(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯，其特征在于所述執(zhí)行組件包括燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)(14)、燃燒控制器(7)、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)(13)、窯壓執(zhí)行機構(gòu)(5)，燃氣流量執(zhí)行機構(gòu)(14)、燃燒控制器(7)、空氣流量執(zhí)行機構(gòu)(13)、窯壓執(zhí)行機構(gòu)(5)分別與信號輸出組件信號連接。
專利摘要本實用新型提供了一種自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯,包括一般陶瓷工業(yè)梭式窯爐所有的窯體、燃氣管道、助燃空氣管道、燃燒裝置、排煙裝置、風機等組件;還包括有溫度與氣氛自動控制裝置,溫度與氣氛自動控制裝置由信號輸入組件、信號處理組件、信號輸出組件、執(zhí)行組件依次信號連接構(gòu)成。本自動控制陶瓷燒成氣氛的梭式窯采用了自動控制裝置對梭式窯內(nèi)的溫度及氣氛進行精確的控制,克服了人工操作存在的主觀判斷因素影響較大、控制精度差、生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點,可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約燃料、減少污染、節(jié)約人工成本,尤其是可以使不同窯次燒成的產(chǎn)品質(zhì)量一致性好。
文檔編號F27B9/40GK2501007SQ0125594
公開日2002年7月17日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者曾令可, 羅民華, 張海文, 張明, 曾鈞 申請人:曾令可