專利名稱：一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業(yè)自控技術，具體說就是一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)。
背景技術：
隨著我國工業(yè)爐設計、生產(chǎn)、制造技術水平的提高，大量的工業(yè)爐出口到第三世界 國家，為我國贏得大量外匯，就目前我國工業(yè)爐與國外最現(xiàn)代化工業(yè)爐相比，還有一定的差 距，包括元器件的質(zhì)量、安裝調(diào)試、控制系統(tǒng)的運行、特別是爐溫均勻性的實現(xiàn)等。一些軍工 企業(yè)和特種材料的生產(chǎn)企業(yè)對工業(yè)退火爐的均勻性要求特別高，有的要求均勻性小于5°C， 甚至要求小于3°C。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種在不增加高成本的條件下實現(xiàn)爐溫均勻性的工 業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它是由PLC單元、I/O模塊、開關量信號、檢測儀 表、監(jiān)控操作單元、燒嘴控制箱、臺車控制箱、爐門控制箱、風機控制箱、閘板電機、現(xiàn)場小鳳 電磁閥和現(xiàn)場大風電磁閥組成的，PLC單元分別連接I/O模塊、開關量信號、檢測儀表、監(jiān)控 操作單元、燒嘴控制箱、臺車控制箱、爐門控制箱、風機控制箱和間板電機，燒嘴控制箱連接 現(xiàn)場小風電磁閥，現(xiàn)場小風電磁閥連接現(xiàn)場大風電磁閥，現(xiàn)場大風電磁閥連接PLC單元。本實用新型一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)，通過燒嘴的功率選擇、燒嘴的合理布 局、爐子的密封措施、合理的控溫分區(qū)、測溫元件的合理布局、壓力和溫度控制的工藝及自 動化，實現(xiàn)爐溫均勻性。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型作進一步說明。實施例1 結(jié)合圖1，本實用新型一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)，它是由PLC單元 ⑴、I/O模塊(2)、開關量信號(3)、檢測儀表(5)、監(jiān)控操作單元(4)、燒嘴控制箱(6)、臺 車控制箱(7)、爐門控制箱(8)、風機控制箱(9)、閘板電機(10)、現(xiàn)場小鳳電磁閥(11)和現(xiàn) 場大風電磁閥(12)組成的，PLC單元⑴分別連接I/O模塊(2)、開關量信號(3)、檢測儀表 (5)、監(jiān)控操作單元(4)、燒嘴控制箱(6)、臺車控制箱(7)、爐門控制箱(8)、風機控制箱(9) 和閘板電機(10)，燒嘴控制箱(6)連接現(xiàn)場小風電磁閥(11)，現(xiàn)場小風電磁閥(11)連接現(xiàn) 場大風電磁閥(12)，現(xiàn)場大風電磁閥(12)連接PLC單元(1)。實施例2 本實用新型一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)，包括溫度自動控制系統(tǒng)、爐 壓自動控制系統(tǒng)、燒嘴點火控制系統(tǒng)、爐子機械連鎖及傳動系統(tǒng)和風機啟停、風壓控制系統(tǒng)，功能如下(1)溫度自動控制系統(tǒng)臺車爐的供熱方式采用大、小火交替的脈沖燃燒方式進行控制。PLC與智能儀表雙 路全自動分區(qū)控制。為實現(xiàn)精確的爐溫控制，在脈沖燃燒的情況下，供熱區(qū)的劃分是按照爐 墻熱電偶的設置情況及燒嘴的數(shù)量而定的，即安裝14臺燒嘴，14只熱電偶，控制分區(qū)為14 區(qū)。溫度自動控制系統(tǒng)具有溫度測量值、高值、低值、正常值和平均值選擇功能，對于各燃燒 控制區(qū)，PLC對采集到的溫度信號進行處理，并根據(jù)工藝加熱曲線，計算負荷，對本區(qū)的燒嘴 進行工作數(shù)量和通、斷時間的控制。各區(qū)溫度超溫報警功能當相應爐段的溫度超過允許 值，系統(tǒng)發(fā)出報警信號；并在工控機界面上顯示報警位置。測量熱電偶斷偶報警功能當任 何一只熱電偶被燒壞，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，并在工控機界面上顯示報警位置。各區(qū)溫度前后 溫度差超限報警功能即對于同一區(qū)各熱電偶所測量的溫差大于允許值，則發(fā)出報警信號， 以提醒操作人員檢測故障點。供熱區(qū)爐溫的設定方式可以在手動、自動兩種方式下工作。在 烘爐的低溫階段，采用手動方式在工控機上，手動改變各段溫度的設定值(SP)，對各段爐 溫進行設定。正常情況下，采用自動控制方式由工藝人員在工控機界面上，設置各區(qū)溫度 工藝曲線。對于不同規(guī)格和材質(zhì)的工件，設定相應的工藝曲線，并將該曲線數(shù)據(jù)庫的形式保 存，并在工控機的“參數(shù)設定畫面”上圖型顯示工藝曲線。確認后，PLC即可按此工藝曲線對 各區(qū)溫度進行控制。爐溫在上位機界面顯示、存儲和打印。(2)爐壓自動控制系統(tǒng)爐壓控制效果直接影響到爐膛溫度的均勻性，也影響節(jié)能的效果。爐膛壓力控制 在微正壓狀態(tài)，防止空氣吸入爐內(nèi)。在略高于臺車表面的爐墻上安裝取壓管，并與由微差壓 變送器相連，實時監(jiān)測爐膛壓力，信號送給模擬量模塊處理。PLC的模塊量輸出模塊輸出信 號控制煙道閘板的開度，保證爐膛微正壓，并使煙道內(nèi)維持一適當?shù)呢搲毫?。即保證廢氣自 然、暢通地排出，又不至于熱量流失過大，維持較高地熱效率。(3)燒嘴點火控制系統(tǒng)每個燒嘴附近安裝一個燒嘴控制箱，內(nèi)配燒嘴點火器和點火變壓器。燒嘴的控制 方式分為嘴前手動點火和遠程自動點火。燒嘴的火焰監(jiān)測、熄火報警和故障后的重新啟動 等功能，均由德國進口的燒嘴控制點火器完成。燒嘴的燃燒狀態(tài)在上位機的畫面上顯示。(4)爐子機械連鎖及傳動系統(tǒng)控制系統(tǒng)保證臺車行走及自動定位，爐門的開閉及自動定位。臺車與爐門相互連 鎖。臺車進到位，爐門才可關閉；爐門開啟到位，臺車才可出。臺車與側(cè)密封相互連鎖。爐 門進到位，側(cè)密封才可壓緊；側(cè)密封松到位，臺車才可出。臺車和爐門的驅(qū)動裝置設置現(xiàn)場 操作箱。(5)風機啟停和風壓控制系統(tǒng)助燃風機的啟停為現(xiàn)場手動控制方式。熱風風壓的穩(wěn)定可以使燒嘴的燃燒狀況穩(wěn)定，燃燒更充分，對爐溫均勻性及節(jié)能 方面均有利，因此對助燃風的風量和風壓進行自動控制。在風機進口處安裝控制進風口的 電動調(diào)節(jié)閥門，PLC依據(jù)風管路上取壓裝置及壓力變送器反饋的信號，自動調(diào)節(jié)進風口的電 動閥門的開度，調(diào)節(jié)風量，穩(wěn)定風壓。在風機出風口處設置壓力開關，當風壓低于額定限值 時，可自動快速切斷燃氣。
4[0021]本實用新型一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)，具有完備的故障檢測、報警、和安全 保護功能，在控制儀表柜上有聲、光報警裝置，并在工控機控制主界面動態(tài)顯示報警位置。 主要包括燃氣欠壓報警；風壓欠壓報警；爐壓超壓、欠壓報警；爐溫超溫報警；空氣 預熱溫度超溫報警；排煙煙氣溫度超溫報警。工業(yè)控制計算機(HMI)上位機采用“研華”系列工控機(IPC610-PIV工業(yè)控制機，內(nèi)存1G，硬盤150G， 21”TVGA飛利浦高分辨率彩色液晶彩顯器，采用Windows操作系統(tǒng)，配置EPSON噴墨打印機 和UPS不間斷電源組成)。計算機通過工業(yè)總線實現(xiàn)與PLC的通訊。全中文用戶圖形畫面和 操作畫面，實時監(jiān)控各爐子燒嘴的工作狀態(tài)，爐溫、爐壓等工藝狀態(tài)參數(shù)；按工藝要求控制 電機的啟停；歷史趨勢記錄和參數(shù)超過設定值的聲光報警。班報、日報的報表打??；單爐能 耗累計，工藝曲線的預置，具備選擇功能。實時數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、報警信息等存儲打印。并對 變更參數(shù)的操作設置口令保護。爐子由PLC的CPU用戶程序進行完善的精確的控制，以確保 工件按預定的工藝曲線進行處理，確保生產(chǎn)過程嚴格滿足工藝要求。通訊網(wǎng)絡采用工業(yè)總 線與PLC通訊。可實現(xiàn)的功能生產(chǎn)實際上傳；對各區(qū)工藝參數(shù)進行設置、修改；對各區(qū)熱工 參數(shù)進行實時監(jiān)控、打印、歸檔、可長期存儲數(shù)據(jù)，便于查詢；對爐子故障信息進行監(jiān)控、收 集、打印和確認；對爐子的歷史數(shù)據(jù)進行查詢；對報警故障原因具有動態(tài)顯示及查詢功能； 對關鍵部件的維護具有在線提示功能；可實現(xiàn)手動、自動切換，生產(chǎn)過程實時控制。在PLC 上存儲用戶程序。PLC實時采集爐溫、爐膛壓力、燃氣流量等模擬信號，燃氣壓力開關信號、 空氣壓力開關信號、氮氣壓力開關信號、燒嘴的工作狀態(tài)等信號。由PLC對爐子進行完善而 精確的控制，以確保工件按預定的工藝曲線進行處理，確保生產(chǎn)過程嚴格滿足工藝要求。實施例3，本實用新型一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)組成如下配 備一套獨立的PLC控制系統(tǒng)，現(xiàn)場開關量、模擬量的輸入輸出信號均接至爐子控制室PLC的 模塊。每套PLC配置以太網(wǎng)通訊模塊。PLC控制系統(tǒng)安裝在爐子控制室內(nèi)。連接至I/O模 塊的模擬量有燃料壓力(減壓閥后一臺壓力變送器)、助燃空氣壓力(一臺壓力變送器)、 爐內(nèi)各區(qū)溫度(每區(qū)一點測溫)、爐膛壓力(一臺微差壓變送器)、煙氣溫度(換熱器前后 兩點測溫)、熱風溫度(換熱器熱風管路)。開關量信號有燒嘴點火及工作狀態(tài)信號、爐門 及臺車行程開關信號、閥站燃氣壓力開關信號、助燃空氣壓力開關信號、壓縮空氣壓力開關 信號。配備監(jiān)控上位機及操作臺，配備各類必須的檢測儀器儀表，燃氣壓力變送器及取壓裝 置，燃氣孔板及差壓變送器，助燃空氣壓力變送器及取壓裝置，爐膛壓力微差壓變送器及取 壓裝置，爐內(nèi)各區(qū)溫度、煙氣溫度、熱風溫度檢測熱電偶，爐門、臺車及側(cè)密封的到位行程開 關，配備兩臺24點長圖記錄儀表記錄爐膛溫度和監(jiān)測工件溫度。本實用新型電氣控制系統(tǒng) 還包括燒嘴控制箱，臺車控制箱，爐門控制箱，風機控制箱和閘板電機。
權(quán)利要求一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)，它是由PLC單元(1)、I/O模塊(2)、開關量信號(3)、檢測儀表(5)、監(jiān)控操作單元(4)、燒嘴控制箱(6)、臺車控制箱(7)、爐門控制箱(8)、風機控制箱(9)、閘板電機(10)、現(xiàn)場小鳳電磁閥(11)和現(xiàn)場大風電磁閥(12)組成的，其特征在于PLC單元(1)分別連接I/O模塊(2)、開關量信號(3)、檢測儀表(5)、監(jiān)控操作單元(4)、燒嘴控制箱(6)、臺車控制箱(7)、爐門控制箱(8)、風機控制箱(9)和閘板電機(10)，燒嘴控制箱(6)連接現(xiàn)場小風電磁閥(11)，現(xiàn)場小風電磁閥(11)連接現(xiàn)場大風電磁閥(12)，現(xiàn)場大風電磁閥(12)連接PLC單元(1)。
專利摘要本實用新型提供一種工業(yè)燃料退火爐控制系統(tǒng)。它是由PLC單元、I/O模塊、開關量信號、檢測儀表、監(jiān)控操作單元、燒嘴控制箱、臺車控制箱、爐門控制箱、風機控制箱、閘板電機、現(xiàn)場小鳳電磁閥和現(xiàn)場大風電磁閥組成的，PLC單元分別連接I/O模塊、開關量信號、檢測儀表、監(jiān)控操作單元、燒嘴控制箱、臺車控制箱、爐門控制箱、風機控制箱、閘板電機，燒嘴控制箱連接現(xiàn)場小鳳電磁閥，現(xiàn)場小鳳電磁閥連接現(xiàn)場大風電磁閥，現(xiàn)場大風電磁閥連接PLC單元。本實用新型在不增加高成本的條件下，通過燒嘴的功率選擇、燒嘴的合理布局、爐子的密封措施、合理的控溫分區(qū)、測溫元件的合理布局、壓力和溫度控制的工藝及自動化，實現(xiàn)爐溫均勻性。
文檔編號G05B19/418GK201749349SQ20102024102
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者李艷梅 申請人:哈爾濱金鑫電氣有限責任公司