專利名稱：用于模擬絕熱爐的自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模擬絕熱爐的自動控制方法。
背景技術(shù)：
目前對于模擬絕熱爐大都采用可編程控制器(PLC)或者集散控制系統(tǒng)(DCS)控制。中國專利CN2573971Y公開了一種用于焙燒的自動控制裝置，包括微機(jī)、用于焙燒的爐體和參數(shù)控制系統(tǒng)，其特征在于自動控制裝置中還包括可編程序控制器，可編程序控制器分別與微機(jī)和參數(shù)控制系統(tǒng)相連接，參數(shù)的采集與控制均通過可編程序控制器控制，并通過微機(jī)顯示、操作和打印。
中國專利CN1884948A公開了一種用于轉(zhuǎn)爐的自動控制裝置，包括微機(jī)、轉(zhuǎn)爐爐體、可編程控制器和智能儀表，其特征在于智能儀表控制系統(tǒng)中的溫度、轉(zhuǎn)速信號通過串行通訊口與微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；可編程控制器控制系統(tǒng)中的所有開關(guān)量和接收開關(guān)量傳感器信號，通過串行通訊口與微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。采用PLC或者DCS系統(tǒng)，控制成本較高，控制方式復(fù)雜。為了探索和尋求模擬絕熱爐控制的其他方法，本發(fā)明采用了以智能儀表為控制核心的控制方案，由于控制儀表相對于DCS或PLC來說，成本低、控制方便，因此對于點(diǎn)數(shù)較少的模擬絕熱爐控制上體現(xiàn)了良好的技術(shù)優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中絕熱爐采用PLC或者DCS控制系統(tǒng)，控制成本較高，控制方式復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供一種新的用于模擬絕熱爐的自動控制方法，該方法控制成本較低，控制方式簡單。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種用于模擬絕熱爐的自動控制方法，采用微機(jī)、絕熱爐、智能儀表和可編程控制器來模擬絕熱反應(yīng)的自動控制，微機(jī)通過通訊板和智能儀表相連，智能儀表通過熱電偶對溫度進(jìn)行采樣控制，超溫報警器接收智能儀表的報警信號，通過可編程控制器，輸入微機(jī)，具體控制方法包括以下步驟(I)通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)的設(shè)定溫度，該設(shè)定溫度通過通訊板發(fā)送到智能儀表上，智能儀表通過控制固態(tài)繼電器的輸出來實(shí)現(xiàn)對模擬絕熱爐加熱的控制；(2)模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣，采樣的數(shù)據(jù)可直接顯示在智能儀表上，并可通過通訊板發(fā)送到微機(jī)上；(3)當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到反應(yīng)溫度時，通過微機(jī)、通訊板、智能儀表，把里層的加熱爐關(guān)閉，里層的顯示值作為外層爐子的設(shè)定值，即實(shí)現(xiàn)模擬絕熱反應(yīng)；(4)當(dāng)溫度報警時，通過可編程控制器實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案為智能儀表控制系統(tǒng)中的溫度通過串行通訊口與微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；整個爐體含有的溫度控制系統(tǒng)優(yōu)選范圍為2 9套，其中爐體里層含有的溫度控制系統(tǒng)優(yōu)選范圍為I 5套，爐體外層含有的溫度控制系統(tǒng)優(yōu)選范圍為I 4套，每套溫度控制系統(tǒng)都包含智能儀表、固態(tài)繼電器、加熱塊和熱電偶。優(yōu)選的技術(shù)方案當(dāng)采用模擬絕熱時，由相鄰的里外兩層的溫度控制回路組成。優(yōu)選的技術(shù)方案為溫度報警系統(tǒng)由智能儀表及加熱供電系統(tǒng)組成。優(yōu)選的技術(shù)方案通訊板為PCL745型通訊板。本發(fā)明中自動控制裝置中智能儀表通過串行通訊口與微機(jī)相連。并且通過所編制的程序?qū)崿F(xiàn)控制狀態(tài)選擇、過程操作、各類數(shù)據(jù)讀入(顯示、保存、打印、圖表)、參數(shù)設(shè)置、操作程序設(shè)置。各路溫度控制由智能儀表、熱電偶、SSR(固態(tài)繼電器)、加熱塊和熱電偶組成。當(dāng)采用模擬絕熱時，由相鄰的里外兩層的溫度控制回路組成。溫度報警系統(tǒng)由智能儀 表及加熱供電系統(tǒng)組成。 本發(fā)明的可由微機(jī)監(jiān)控軟件監(jiān)控，控制溫度的設(shè)定可通過相應(yīng)智能儀表中的控溫程度輸入，以替代繁瑣的手工儀表按鍵輸入。模擬絕熱的控制可實(shí)現(xiàn)模擬絕熱的控制，以代替儀表上的操作。儀表參數(shù)設(shè)置完成各智能儀表的有關(guān)參數(shù)設(shè)置，代替手工儀表按鍵輸入。如果需要，可按“記錄開”按鈕打開數(shù)據(jù)庫記錄功能，將現(xiàn)場所有數(shù)據(jù)按規(guī)定時間間隔記錄下來，同時圖表顯示。“記錄關(guān)”按鈕則關(guān)閉上述功能。界面上同時顯示9路溫度控制的設(shè)定值和即時測量值，是否采用模擬絕熱的控制方式，超溫報警狀態(tài)。本發(fā)明的自動控制裝置具有微機(jī)自動監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)了模擬絕熱爐的自動控制，從而確保了模擬絕熱爐控制的可靠性及穩(wěn)定性，該且控制參數(shù)和工作程序可在微機(jī)上方便修改，能確保模擬絕熱爐控制可靠性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，同時該控制方法不使用PLC、DSC系統(tǒng)，具有控制成本較低，控制方式簡單。根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的模擬絕熱爐自動控制裝置，在碳四歧化制丙烯中試裝置中得到了實(shí)施，半年多的運(yùn)行結(jié)果表明裝置沒出任何故障，且控制溫度誤差在±0.5°C以內(nèi)，取得了較好的技術(shù)效果。


圖I為本發(fā)明的自動控制裝置結(jié)構(gòu)原理框圖。圖I中，I為通訊板，2為微機(jī)，3為智能儀表，4為超溫報警器，5為加熱爐，SSRl 9為固態(tài)繼電器，TICl 9智能儀表，TEl 9溫度變送器。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的自動控制裝置結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2中，I為通訊板,2為微機(jī),3為PLC, 4為超溫報警器,5為加熱爐,SSRl 9為固態(tài)繼電器，TICl 9智能儀表，TEl 9溫度變送器。圖I中，控制裝置超溫報警，與智能儀表TICl 9的超溫報警端相連，智能儀表3微機(jī)在接到任一儀表的報警信號后，既關(guān)閉加熱電源。智能儀表溫度控制器TICl 9的通訊端通過電路板接入微機(jī)，接受微機(jī)指令并將現(xiàn)場數(shù)據(jù)送入微機(jī)，分別控制爐體I 9段溫度，當(dāng)采用模擬絕熱控制時，可分別由操作界面菜單中的“模擬絕熱”菜單或者直接通過智能儀表設(shè)置來實(shí)現(xiàn)，有超溫故障時，將故障信號送入智能儀表3。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的模擬絕熱爐自動控制方法，用在在碳四歧化制丙烯中試裝置中，采用圖I中的控制方法，微機(jī)通過通訊板PCL-745和智能儀表相連，智能儀表通過熱電偶對溫度進(jìn)行采樣控制，超溫報警器接收智能儀表的報警信號，再通過智能儀表3，輸入微機(jī)，具體控制方法為通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)為350°C，該設(shè)定溫度通過通訊板發(fā)送到智能儀表上，智能儀表通過控制固態(tài)繼電器的輸出來實(shí)現(xiàn)對模擬絕熱爐加熱的控制，整個爐體含有的溫度控制系統(tǒng)為9套，其中爐體里層含有的溫度控制系統(tǒng)5套，爐體外層含有的溫度控制系統(tǒng)為4套；模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣，采樣的數(shù)據(jù)可直接顯示在智能儀表上，并可通過通訊板發(fā)送到 微機(jī)上；當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到350°C時，通過微機(jī)、通訊板、智能儀表，把里層的加熱爐關(guān)閉，里層的顯示值作為外層爐子的設(shè)定值，即實(shí)現(xiàn)模擬絕熱反應(yīng)；設(shè)定超 溫5°C報警，當(dāng)溫度報警時，通過智能儀3實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源。半年多的運(yùn)行結(jié)果表明裝置沒出任何故障。即使微機(jī)發(fā)生故障或關(guān)閉微機(jī)，除了數(shù)據(jù)記錄及部分報警受到影響外，不會影響裝置的正常生產(chǎn)；TIC1 9中的一個智能儀表損壞或工作不正常時，系統(tǒng)也能及時發(fā)現(xiàn)并報警。用本發(fā)明的技術(shù)方案，模擬絕熱爐的運(yùn)行情況良好，操作方便，安全可靠而且操作平穩(wěn)。正常平穩(wěn)運(yùn)行時，溫度設(shè)定、控制在350°C左右，溫度波動為±0. 5°C。由于該控制方法不使用PLC或DSC系統(tǒng)控制，大幅度節(jié)約了控制成本。實(shí)施例2根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的模擬絕熱爐自動控制方法，用在甲醇制丙烯中試裝置中，微機(jī)通過通訊板PCL-745和智能儀表相連，智能儀表通過熱電偶對溫度進(jìn)行采樣控制，超溫報警器接收智能儀表的報警信號，再通過智能儀表3，輸入微機(jī)，具體控制方法為通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)為450°C，該設(shè)定溫度通過通訊板發(fā)送到智能儀表上，智能儀表通過控制固態(tài)繼電器的輸出來實(shí)現(xiàn)對模擬絕熱爐加熱的控制，整個爐體含有的溫度控制系統(tǒng)為7套，其中爐體里層含有的溫度控制系統(tǒng)4套，爐體外層含有的溫度控制系統(tǒng)為3套；模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣，采樣的數(shù)據(jù)可直接顯示在智能儀表上，并可通過通訊板發(fā)送到微機(jī)上；當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到450°C時，通過微機(jī)、通訊板、智能儀表，把里層的加熱爐關(guān)閉，里層的顯示值作為外層爐子的設(shè)定值，即實(shí)現(xiàn)模擬絕熱反應(yīng)；設(shè)定超溫5°C報警，當(dāng)溫度報警時，通過智能儀3實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源。運(yùn)行一年的結(jié)果表明裝置沒出任何故障，即使微機(jī)發(fā)生故障或關(guān)閉微機(jī)，除了數(shù)據(jù)記錄及部分報警受到影響外，不會影響裝置的正常生產(chǎn)；TIC1 7中的一個智能儀表損壞或工作不正常時，系統(tǒng)也能及時發(fā)現(xiàn)并報警。用本發(fā)明的技術(shù)方案，模擬絕熱爐的運(yùn)行情況良好，操作方便，安全可靠而且操作平穩(wěn)。正常平穩(wěn)運(yùn)行時，溫度設(shè)定、控制在450°C左右，溫度波動為±0. 5°C。由于該控制方法不使用PLC或DSC系統(tǒng)控制，大幅度節(jié)約了控制成本。比較例I采用PLC控制系統(tǒng)對碳四歧化制丙烯中試裝置進(jìn)行控制，采用圖2中的控制方法，微機(jī)通過和PLC相連，PLC和智能儀表相連，智能儀表通過熱電偶對溫度進(jìn)行采樣控制，超溫報警器接收智能儀表的報警信號，再通PLC，輸入微機(jī)，具體控制方法為通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)為350°C，該設(shè)定溫度通過PLC發(fā)送到智能儀表上，智能儀表通過控制固態(tài)繼電器的輸出來實(shí)現(xiàn)對模擬絕熱爐加熱的控制，整個爐體含有的溫度控制系統(tǒng)為9套，其中爐體里層含有的溫度控制系統(tǒng)5套，爐體外層含有的溫度控制系統(tǒng)為4套；模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣，采樣的數(shù)據(jù)可直接顯示在智能儀表上，并可通過PLC發(fā)送到微機(jī)上；當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到350°C時，通過微機(jī)、PLC、智能儀表，把里層的加熱爐關(guān)閉，里層的顯示值作為外層爐子的設(shè)定值，即實(shí)現(xiàn)模擬絕熱反應(yīng)；設(shè)定超溫5°C報警，當(dāng)溫度報警時，通過PLC實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源。正常平穩(wěn)運(yùn)行時，溫度設(shè)定、控制在350°C左右，溫度波動為±1°C。由于該控制方法使用PLC系統(tǒng)控制，控制成本較高，是采用智能儀表控制成本的I倍，并且控制系統(tǒng)復(fù)雜。比較例2
采用DSC控制系統(tǒng)對碳四歧化制丙烯中試裝置進(jìn)行控制，采用圖2中的控制方法，用DSC代替PLC進(jìn)行控制，微機(jī)和DSC相連，DSC和智能儀表相連，智能儀表通過熱電偶對溫度進(jìn)行采樣控制，超溫報警器接收智能儀表的報警信號，再通DSC，輸入微機(jī)，具體控制方法為通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)為350°C，該設(shè)定溫度通過DSC發(fā)送到智能儀表上，智能儀表通過控制固態(tài)繼電器的輸出來實(shí)現(xiàn)對模擬絕熱爐加熱的控制，整個爐體含有的溫度控制系統(tǒng)為9套，其中爐體里層含有的溫度控制系統(tǒng)5套，爐體外層含有的溫度控制系統(tǒng)為4套；模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣，采樣的數(shù)據(jù)可直接顯示在智能儀表上，并可通過DSC發(fā)送到微機(jī)上；當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到350°C時，通過微機(jī)、DSC、智能儀表，把里層的加熱爐關(guān)閉，里層的顯示值作為外層爐子的設(shè)定值，即實(shí)現(xiàn)模擬絕熱反應(yīng)；設(shè)定超溫5°C報警，當(dāng)溫度報警時，通過DSC實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源。正常平穩(wěn)運(yùn)行時，溫度設(shè)定、控制在350°C左右，溫度波動為±1°C。由于該控制方法使用DSC系統(tǒng)控制，控制成本較高，是采用智能儀表控制成本的2倍，并且控制系統(tǒng)復(fù)雜。
權(quán)利要求
1.一種用于模擬絕熱爐的自動控制方法，采用微機(jī)、絕熱爐、智能儀表和可編程控制器來模擬絕熱反應(yīng)的自動控制，微機(jī)通過通訊板和智能儀表相連，智能儀表通過熱電偶對溫度進(jìn)行采樣控制，超溫報警器接收智能儀表的報警信號，再通過智能儀表，輸入微機(jī)，具體控制方法包括以下步驟 (1)通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)的設(shè)定溫度，該設(shè)定溫度通過通訊板發(fā)送到智能儀表上，智能儀表通過控制固態(tài)繼電器的輸出來實(shí)現(xiàn)對模擬絕熱爐加熱的控制； (2)模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣，采樣的數(shù)據(jù)可直接顯示在智能儀表上，并可通過通訊板發(fā)送到微機(jī)上； (3)當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到反應(yīng)溫度時，通過微機(jī)、通訊板、智能儀表，把里層的加熱爐關(guān)閉，里層的顯示值作為外層爐子的設(shè)定值，即實(shí)現(xiàn)模擬絕熱反應(yīng)； (4)當(dāng)溫度報警時，通過智能儀表實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬絕熱爐的自動控制方法，其特征在于智能儀表控制系統(tǒng)中的溫度通過串行通訊口與微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬絕熱爐的自動控制方法，其特征在于整個爐體含有的溫度控制系統(tǒng)為2 9套，其中爐體里層含I 5套，爐體外層含I 4套，每套溫度控制系統(tǒng)都包含智能儀表、固態(tài)繼電器、加熱塊和熱電偶。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬絕熱爐的自動控制方法，其特征在于當(dāng)采用模擬絕熱時，由相鄰的里外兩層的溫度控制回路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬絕熱爐的自動控制方法，其特征在于溫度報警系統(tǒng)由智能儀表及加熱供電系統(tǒng)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于模擬絕熱爐的自動控制方法，其特征在于通訊板為PCL745型通訊板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于模擬絕熱爐的自動控制方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中絕熱爐采用離散控制系統(tǒng)，控制成本較高，控制方式復(fù)雜的問題，本發(fā)明通過采用一種用于模擬絕熱爐的自動控制方法，采用微機(jī)、絕熱爐、智能儀表和可編程控制系統(tǒng)來模擬絕熱反應(yīng)的自動控制，控制方法包括以下幾個步驟通過微機(jī)上的操作界面，分別設(shè)定模擬絕熱爐里層和外層所需反應(yīng)的設(shè)定溫度；模擬絕熱爐里層和外層的溫度通過熱電偶分別進(jìn)行采樣；當(dāng)模擬絕熱爐的里層和外層的溫度都達(dá)到反應(yīng)溫度時，通過微機(jī)、通訊板、智能儀表等，把里層的加熱爐關(guān)閉；當(dāng)溫度報警時，通過可編程控制面板實(shí)現(xiàn)超溫報警，并切斷模擬絕熱爐的加熱電源的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于催化劑評價裝置的模擬絕熱控制。
文檔編號F27B17/02GK102878823SQ20111019258
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者趙曉東, 李煊 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院