步進(jìn)式加熱爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

1、步進(jìn)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要:目前，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展。通過(guò)步進(jìn)梁式加熱爐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。同時(shí)介紹了軟件設(shè)計(jì)思想、脈沖燃燒控制技術(shù)的特點(diǎn)及其在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。1導(dǎo)言加熱爐是軋鋼行業(yè)必備的熱處理設(shè)備。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代軋機(jī)應(yīng)配備大型化、高度自動(dòng)化的步進(jìn)梁式加熱爐，其生產(chǎn)應(yīng)滿足高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能、無(wú)污染和生產(chǎn)操作自動(dòng)化的工藝要求，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)軋鋼行業(yè)的加熱爐有兩種:推鋼爐和步進(jìn)梁式爐。然而，推鋼爐長(zhǎng)度短，產(chǎn)量低，燒損高。操作不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。由于推鋼爐有不可克服的

2、缺點(diǎn)，步進(jìn)梁爐依靠一種特殊的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，使鋼管在爐內(nèi)做直角運(yùn)動(dòng)，鋼管之間留有間隙，鋼管與步進(jìn)梁之間沒(méi)有摩擦。出爐的鋼管通過(guò)提升裝置卸出，完全消除了滑痕。鋼管加熱段溫差小，加熱均勻，爐長(zhǎng)不受限制，產(chǎn)量高，生產(chǎn)操作靈活。其生產(chǎn)符合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能的特點(diǎn)。全連續(xù)全自動(dòng)步進(jìn)梁式加熱爐。這種生產(chǎn)線具有以下特點(diǎn):生產(chǎn)能耗大大降低。產(chǎn)量大幅增加。生產(chǎn)自動(dòng)化水平很高。原加熱爐的控制系統(tǒng)多為單回路儀表和繼電器邏輯控制系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)多為模擬量控制的電源裝置。現(xiàn)在加熱爐的控制系統(tǒng)都是PLC或者DCS系統(tǒng)，大部分還有二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)和三級(jí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)都是數(shù)字DC或交流電源設(shè)備。本項(xiàng)目是某鋼鐵集團(tuán)新建的1

3、80小直徑無(wú)縫連續(xù)鋼管生產(chǎn)線熱處理線上的一臺(tái)步進(jìn)梁式加熱爐。2流程描述該系統(tǒng)的工藝流程圖如圖1所示。圖1步進(jìn)梁式加熱爐工藝流程圖淬火爐和回火爐都是步進(jìn)梁式加熱爐。裝載方式:側(cè)進(jìn)側(cè)出；爐布:單排?；顒?dòng)梁和固定梁由耐熱鑄鋼制成，頂面有齒形面，鋼管直徑小于141.3毫米，每個(gè)齒槽內(nèi)放置一根鋼管。每隔一顆牙放一根直徑153.7mm的鋼管?；顒?dòng)橫梁升降180mm，上下90mm，節(jié)距190mm，間隔145mm。因此，每走一步，鋼管都可以旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使鋼管受熱均勻，防止?fàn)t內(nèi)彎曲變形。步進(jìn)梁可以進(jìn)行正循環(huán)、正循環(huán)、單動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)。提升時(shí)鋼管輕撐輕放，前進(jìn)時(shí)緩慢啟停，無(wú)振動(dòng)沖擊和失控。同時(shí)具有步進(jìn)功能，向后步進(jìn)距

4、離為45mm，使鋼管在原開(kāi)坯中保持旋轉(zhuǎn)。固定梁的頂面比帶有隔熱柱的爐底高出520毫米。爐氣可以在鋼管周圍形成良好的循環(huán)，保證均勻加熱。淬火爐沿爐長(zhǎng)方向分為裝料段、加熱段和保溫段。加料段爐頂凹陷，對(duì)熱鋼管不排煙(三個(gè)測(cè)溫點(diǎn))，防止鋼管受到強(qiáng)熱流的突然沖擊而彎曲。加熱段沿爐寬方向分為四段，用于比例燃燒和溫度控制。保溫段沿爐寬方向分為四段進(jìn)行脈沖燃燒和溫度控制(有兩套控制器)，以保證保溫段的爐溫為5，保溫后鋼管全長(zhǎng)的溫度均勻性為10。同時(shí)，更方便用戶控制鋼管端頭溫度，滿足淬火需要。淬火爐最高控制溫度為960，允許最高1050?；鼗馉t沿爐長(zhǎng)方向分為裝料段、加熱段、均溫段和保溫段。同一個(gè)裝載區(qū)沒(méi)有燃燒器

5、。加熱段沿爐寬分為兩個(gè)溫區(qū)，中間8個(gè)燃燒器為一個(gè)溫區(qū)，兩側(cè)4個(gè)燃燒器為一個(gè)溫區(qū)，由脈沖控制器控制。均溫段和保溫段沿爐寬方向分為四個(gè)區(qū)(每?jī)蓚€(gè)溫區(qū)一個(gè)控制器)，均由脈沖燃燒溫度控制。確保爐溫控制在5，保溫后鋼管全長(zhǎng)溫度均勻性為10?；鼗馉t最高控制溫度為750，允許最高800(作為生產(chǎn)高壓鍋爐管的儲(chǔ)備)。淬火爐和回火爐的煙氣通過(guò)加料段下方的八根分煙管引出，進(jìn)入集煙管，從集煙管中部引至主煙管。煙氣余熱由空氣預(yù)熱器回收，然后通過(guò)煙道經(jīng)煙囪排入大氣。這種方式可以有效地防止煙氣偏轉(zhuǎn)。淬火爐和回火爐的進(jìn)料和出料采用側(cè)進(jìn)側(cè)出方式。淬火爐的裝卸懸臂輥以80度斜角安裝，使鋼管在進(jìn)出爐時(shí)旋轉(zhuǎn)，并與裝卸端壁的一側(cè)對(duì)齊

6、。其目的是防止鋼管入爐時(shí)彎曲，便于裝卸定位。3步進(jìn)梁式加熱爐生產(chǎn)中的關(guān)鍵控制技術(shù)3.1生產(chǎn)節(jié)奏的控制在步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)中，生產(chǎn)節(jié)奏的控制非常重要。當(dāng)管道全自動(dòng)連續(xù)工作時(shí)，加熱爐區(qū)的機(jī)械設(shè)備如進(jìn)料輥道、步進(jìn)梁、出料輥道、液壓站等公共和輔助設(shè)施的運(yùn)行節(jié)奏必須高度統(tǒng)一，以實(shí)現(xiàn)管道物流全過(guò)程的精確定位和全自動(dòng)連續(xù)工作。當(dāng)爐內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃需要上料時(shí)，通過(guò)上料架輸送到上料輥道，再通過(guò)光電開(kāi)關(guān)和金屬探測(cè)器自動(dòng)輸送到爐外輥道。當(dāng)爐的裝料端騰空后，爐門自動(dòng)打開(kāi)，爐門和爐輥道被支撐入爐內(nèi)并放置在固定梁上，從而可以開(kāi)始跟蹤爐的管材流量。管子通過(guò)爐子的步進(jìn)梁從爐子的進(jìn)料端逐步轉(zhuǎn)移到出料端。安裝在出料端的光電開(kāi)關(guān)檢

7、測(cè)到管子的邊緣，此時(shí)步進(jìn)梁完成步進(jìn)操作后，停止步進(jìn)梁的轉(zhuǎn)移。同時(shí)，PLC測(cè)量等待排放的管道的位置。加熱爐收到出鋼信號(hào)后，會(huì)自動(dòng)打開(kāi)出鋼爐門，由出鋼輥道輸送到爐內(nèi)出鋼輥道。當(dāng)金屬檢測(cè)機(jī)檢測(cè)到管子時(shí)，它將被卸料輥輸送到其他設(shè)備進(jìn)行下一步加工。管道運(yùn)輸、計(jì)量、裝卸、物流跟蹤通過(guò)PLC和二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與管道交換數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)行順序、定時(shí)、聯(lián)鎖和邏輯控制，實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)管理。3.2加熱爐的燃燒控制工業(yè)爐的燃燒控制水平直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和能耗等各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)。目前我國(guó)工業(yè)爐普遍采用連續(xù)燃燒控制的形式，即通過(guò)控制燃料和助燃空氣的流量，使?fàn)t溫和燃燒氣氛達(dá)到工藝要求。由于這種連續(xù)燃燒控制方式往往受到燃料流量

8、調(diào)節(jié)和計(jì)量的制約，目前大多數(shù)工業(yè)爐的控制效果并不好。隨著工業(yè)爐行業(yè)的快速發(fā)展，脈沖燃燒控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在國(guó)外得到了一定程度的應(yīng)用，并取得了良好的效果。目前，高檔工業(yè)產(chǎn)品對(duì)爐膛溫度場(chǎng)的均勻性和燃燒氣氛的穩(wěn)定性、可控性要求很高，傳統(tǒng)的連續(xù)燃燒控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著寬斷面大容量工業(yè)爐的出現(xiàn)，必須采用脈沖燃燒控制技術(shù)來(lái)控制爐膛溫度場(chǎng)的均勻性。該系統(tǒng)主要采用脈沖燃燒系統(tǒng)。它是一種間歇燃燒的方式，利用脈寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比(通斷比)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐的溫度控制。燃燒狀態(tài)下的燃油流量可以通過(guò)主燃油控制閥在線調(diào)節(jié)。燃燒器一旦燃燒，就會(huì)處于其設(shè)計(jì)的最佳燃燒狀態(tài)，保證燃燒器的出氣速度不會(huì)發(fā)生變化。該系統(tǒng)控

9、制爐子的燃燒器交替燃燒，通過(guò)對(duì)爐內(nèi)氣體的不斷攪拌，使?fàn)t子的溫度場(chǎng)分布均勻。當(dāng)需要升溫時(shí)，延長(zhǎng)燃燒器的燃燒時(shí)間，減少間歇時(shí)間；當(dāng)需要降低溫度時(shí)，減少燃燒器的燃燒時(shí)間，延長(zhǎng)間歇時(shí)間。根據(jù)設(shè)定的爐膛溫度，控制燃燒時(shí)的燃料流量；當(dāng)設(shè)定溫度較低時(shí)，主燃油控制閥關(guān)閉；當(dāng)設(shè)定溫度較高時(shí)，主燃料控制閥開(kāi)大，以避免爐膛處于低溫狀態(tài)時(shí)，煤氣與爐膛溫差過(guò)大對(duì)爐膛產(chǎn)品的直接熱沖擊。脈沖燃燒系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是:1)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，成本低廉；2)可以提高爐膛溫度場(chǎng)的均勻性；3)傳熱效率高，大大降低能耗；4)燃燒器的負(fù)荷調(diào)節(jié)比；。5)可以實(shí)現(xiàn)空燃比的精確控制，無(wú)需在線調(diào)整。與傳統(tǒng)的比例燃燒控制相比，脈沖燃燒控制系統(tǒng)涉及的儀表數(shù)

10、量大大減少，只有溫度傳感器、控制器和執(zhí)行器，省去了大量昂貴的流量和壓力檢測(cè)及控制機(jī)構(gòu)。而且由于只需要兩位開(kāi)關(guān)控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由原來(lái)的氣(電)控閥改為電磁閥，增加了系統(tǒng)的可靠性，大大降低了系統(tǒng)成本。普通燃燒器的空燃比一般在1: 4左右。燃燒器滿負(fù)荷工作時(shí)，燃?xì)饬髁?、火焰形狀和熱效率都能達(dá)到最佳狀態(tài)。而當(dāng)燃燒器流量接近其最小流量時(shí)，熱負(fù)荷最低，燃?xì)饬髁看蟠蠼档?，火焰形狀達(dá)不到要求，熱效率急劇下降。當(dāng)高速燃燒器在50%全負(fù)荷流量以下工作時(shí)，上述指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求相差甚遠(yuǎn)。脈沖燃燒不是這種情況。不管在什么情況下，燃燒器只有兩種工作狀態(tài)，一種是滿負(fù)荷工作，一種是不工作，只通過(guò)調(diào)節(jié)兩種狀態(tài)的時(shí)間比例來(lái)調(diào)節(jié)溫度。

11、因此，脈沖燃燒可以彌補(bǔ)燃燒器調(diào)節(jié)比低的缺陷，在需要低溫控制時(shí)，燃燒器仍能工作在最佳燃燒狀態(tài)。使用高速燃燒器時(shí)，燃?xì)鈬娚渌俣雀?，造成周圍?fù)壓，大量爐膛煙氣被吸入主氣中，得到充分?jǐn)嚢杌旌?，從而延長(zhǎng)煙氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間，增加煙氣與產(chǎn)品的接觸時(shí)間，提高對(duì)流熱效率。4系統(tǒng)介紹4.1系統(tǒng)組成系統(tǒng)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖2。圖2系統(tǒng)拓?fù)鋱D該加熱爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)(L1)和過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(L2)組成。本系統(tǒng)一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)由四個(gè)控制站組成:淬火爐電氣傳動(dòng)部分、回火爐電氣傳動(dòng)部分、淬火爐儀表控制部分和回火爐儀表控制部分。淬火爐電氣傳動(dòng)部分的PLC為S7 315-2DP西門子變頻器MM440系列，配有4

12、個(gè)ET200M從站和3個(gè)PROFIBUS-DP卡，實(shí)現(xiàn)了輥道的順序控制、鋼管在爐子輥道上的定位控制和步進(jìn)梁的控制。淬火爐的傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻控制，變頻器為西門子提供的MM440系列。三臺(tái)帶PROFIBUS-DP卡的MM440系列變頻器控制三組輥道?；鼗馉t電氣傳動(dòng)部分PLC為S7 315-2DP，配有3個(gè)ET200M從站和2臺(tái)帶PROFIBUS-DP卡的西門子變頻器MM440系列，實(shí)現(xiàn)輥道順序控制、鋼管在進(jìn)料輥道上的定位控制和步進(jìn)梁控制功能?；鼗馉t傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻控制，變頻器為西門子提供的MM440系列。兩臺(tái)帶有PROFIBUS-DP卡的MM440系列變頻器控制兩組輥道。淬火爐儀表控制部分的PLC

13、主要由S7 315-2DP和FM355C閉環(huán)控制模塊組成。每套PLC及其對(duì)應(yīng)的PID模塊負(fù)責(zé)控制淬火爐的所有儀表，用于完成加熱爐工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制。西門子FM355C閉環(huán)控制模塊用于控制加熱爐的工藝參數(shù)，以達(dá)到最佳的燃燒控制效果?；鼗馉t儀表控制部分PLC和淬火爐儀表控制部分PLC的組成和功能基本相同。在過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，淬火爐和回火爐分別配有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)各自的加熱爐系統(tǒng)進(jìn)行硬件配置和參數(shù)設(shè)定、通信定義、用戶程序和畫面的編寫和調(diào)試、數(shù)據(jù)的監(jiān)視和記錄，最終實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和操作。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)為西門子工業(yè)計(jì)算機(jī)，配置為P4 2.0G，256M，配備工業(yè)以太網(wǎng)處理器CP1613。在CP

14、1613的幫助下，計(jì)算機(jī)通過(guò)OSM工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換機(jī)與PLC通信。工業(yè)以太網(wǎng)光交換機(jī)OSM，具有兩個(gè)光接口和六個(gè)電接口。連接電纜為多模光纜，可用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境。冗余的10M/100M工業(yè)以太網(wǎng)大大提高了網(wǎng)絡(luò)性能，網(wǎng)絡(luò)配置和擴(kuò)展也非常簡(jiǎn)單。只需要兩根光纜，而且配置冗余，控制柜的布線也很簡(jiǎn)單。4.2編程、配置和功能模塊FM355C(PLC編程軟件采用STEP7，運(yùn)行在windows2000/XP下。STEP7編程語(yǔ)言提供了非常豐富的指令集，使得復(fù)雜函數(shù)的編程變得簡(jiǎn)單快捷。STEP7提供了結(jié)構(gòu)化的編程方法，以塊的形式管理用戶編寫的程序和資料，并可以通過(guò)調(diào)用語(yǔ)句形成結(jié)構(gòu)化的用戶程序，增加了程序的可

15、讀性和可維護(hù)性。系統(tǒng)為用戶提供了大量預(yù)先編程的功能塊，用戶可以直接使用，大大縮短了編程時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)軟件包的功能標(biāo)準(zhǔn)軟件支持自動(dòng)任務(wù)創(chuàng)建過(guò)程的所有階段，例如:建立和管理項(xiàng)目。為硬件和通信配置和分配參數(shù)。管理符號(hào)創(chuàng)建一個(gè)程序，例如為S7可編程控制器。將程序下載到可編程控制器測(cè)試自動(dòng)化系統(tǒng)診斷設(shè)備故障。(2)計(jì)算機(jī)上安裝的SCADA軟件為WinCC，操作系統(tǒng)為windows2000。WinCC應(yīng)用廣泛，兼容性強(qiáng)，提供成熟可靠的運(yùn)行和高效的配置性能。Wincc可用于自動(dòng)化領(lǐng)域的所有操作員控制和監(jiān)控任務(wù)。Wincc能以圖像、文字、條形圖、曲線或報(bào)警的形式清晰地表達(dá)生產(chǎn)過(guò)程中的狀態(tài)。同時(shí)可以記錄事件和過(guò)程數(shù)

16、據(jù)，用于歷史數(shù)據(jù)查詢。它可以方便地配置和生成所需的報(bào)告格式，并根據(jù)時(shí)間或事件觸發(fā)打印。Wincc可以在Windows環(huán)境下通過(guò)OLE和ODBC方便地將其他控件集成到應(yīng)用軟件中。您還可以通過(guò)DDE與其他應(yīng)用程序通信。Wincc中嵌套了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言，任務(wù)可以在項(xiàng)目中任意完成。同時(shí)可以訪問(wèn)Wincc的API編程接口，實(shí)現(xiàn)一些特殊的功能。Wincc具有開(kāi)放的通信協(xié)議，支持各種PLC系統(tǒng)。(3)FM355C是用于閉環(huán)控制任務(wù)的4通道閉環(huán)控制模塊。它具有以下功能:可用于溫度、壓力和流量控制。用戶友好的在線自尋優(yōu)溫度控制預(yù)編程控制器結(jié)構(gòu)Fm355c用作連續(xù)動(dòng)作控制器。四路模擬輸出用于控制執(zhí)行器。CPU在

17、關(guān)機(jī)或故障后仍能連接運(yùn)行。FM 355C控制器具有以下性能:工廠預(yù)制控制器結(jié)構(gòu)用于固定設(shè)定點(diǎn)控制、串聯(lián)控制、比例控制和三分量控制；根據(jù)所選的控制器結(jié)構(gòu)，幾個(gè)控制器可以組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)。不同的操作模式自動(dòng)、手動(dòng)、安全模式、跟隨模式和備用模式。兩種控制算法；自尋優(yōu)溫度控制算法PID算法該系統(tǒng)應(yīng)用了該模塊的基本功能，取得了良好的效果。5控制軟件的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的控制模式如下:1)手動(dòng)模式:用于設(shè)備調(diào)試和維護(hù)。2)半自動(dòng)模式:用于手動(dòng)模式下單臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)控制。3)自動(dòng)模式:用于所有設(shè)備的自動(dòng)控制。控制軟件的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分:輥道控制；步進(jìn)梁控制；爐溫控制；爐膛壓力控制；燃?xì)饪偣軌毫刂?；空氣歧管壓?/p>

18、控制；熱空氣溫度控制；緊急停機(jī)保護(hù)其中以步進(jìn)梁控制、爐溫控制和緊急停機(jī)保護(hù)為主。這里主要講步進(jìn)梁控制、爐溫控制、緊急停機(jī)保護(hù)的控制思路。5.1步進(jìn)梁控制步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)模式包括周期模式和步進(jìn)模式。周期模式用于輸送鋼管前進(jìn)，步進(jìn)模式用于等待攻絲。步進(jìn)光束的周期模式；活動(dòng)梁上升180mm，前進(jìn)145mm，下降180mm，后退145mm，鋼管前進(jìn)一個(gè)節(jié)距。它的軌跡如下:圖3步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)軌跡圖其運(yùn)行速度如下圖所示:圖4步進(jìn)梁運(yùn)行速度圖當(dāng)步進(jìn)梁接近固定梁面時(shí)，減慢步進(jìn)梁的上升速度，使步進(jìn)梁輕輕碰到固定梁上的鋼管，下降時(shí)也是如此。步進(jìn)梁的控制系統(tǒng)如圖所示。圖5步進(jìn)梁控制原理圖光束步進(jìn)模式:活動(dòng)橫梁上升180毫米

19、，后退45毫米，下降180毫米，前進(jìn)45毫米。鋼管在固定梁的原始齒槽中旋轉(zhuǎn)。運(yùn)行軌跡如下圖所示:圖6步進(jìn)梁的步進(jìn)軌跡5.2爐溫控制爐溫區(qū)的劃分淬火爐中有8個(gè)溫度控制區(qū)。加熱段沿爐寬分為四個(gè)區(qū)域，即加熱1、加熱2、加熱3和加熱4。保溫段也沿爐寬分為四個(gè)區(qū)，即保溫1、保溫2、保溫3、保溫4?；鼗馉t中有10個(gè)溫度控制區(qū)。加熱段沿爐寬分為兩段，加熱1為中段，加熱2為左右兩段。均溫段沿爐寬分為四個(gè)區(qū)域，即均溫1、均溫2、均溫3和均溫4。保溫段也沿爐寬分為四個(gè)區(qū)，即保溫1、保溫2、保溫3、保溫4。上述每個(gè)區(qū)域都有獨(dú)立的溫度控制。各區(qū)爐溫的設(shè)定方法有兩種方法可以設(shè)置每個(gè)區(qū)域的溫度:手動(dòng)設(shè)置模式:也就是說(shuō)，通

20、過(guò)在工控機(jī)上手動(dòng)改變各個(gè)區(qū)域的溫度設(shè)定值來(lái)設(shè)定爐溫。程序設(shè)置方法:對(duì)于不同規(guī)格和材質(zhì)的鋼管，根據(jù)工藝要求，需要不同的設(shè)定溫度。操作人員可以將不同規(guī)格和材質(zhì)的鋼管爐溫設(shè)定值以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式保存在PLC中，并可以根據(jù)需要通過(guò)工控機(jī)CRT的鋼管選擇界面上的“一鍵式”軟鍵批量設(shè)定各區(qū)的爐溫。各區(qū)溫度的調(diào)節(jié)方式采用PID調(diào)節(jié)方式，其過(guò)程是將熱電偶檢測(cè)到的實(shí)際爐溫傳送給FM355 PID模塊，并與該區(qū)域的設(shè)定值進(jìn)行比較。該模塊實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算，輸出4 20 mA信號(hào)，傳輸?shù)終rom公司的連續(xù)控制或脈沖控制器的輸入，然后控制燃燒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度控制。車身控制流程如下:對(duì)于淬火爐的加熱1、加熱2、加熱3、加熱4四個(gè)溫

21、區(qū)，空氣電磁蝶閥采用德國(guó)Krom公司的比例燃燒連續(xù)控制系統(tǒng)和溫度模塊的PID輸出4 20mA信號(hào)控制系統(tǒng)。空氣電磁蝶閥的開(kāi)度變化，通過(guò)空燃比調(diào)節(jié)閥改變?nèi)紵髑暗娜細(xì)鈮毫Γ瑥亩淖児?，?shí)現(xiàn)爐溫的自動(dòng)控制。參見(jiàn)圖7。圖7連續(xù)燃燒控制示意圖1燃?xì)怆姶砰y2燃燒器控制器3點(diǎn)火變壓器4空燃比比例閥5流量調(diào)節(jié)閥6手動(dòng)蝶閥7風(fēng)箱8燃燒器對(duì)于淬火爐的保溫1、保溫2、保溫3、保溫4四個(gè)區(qū)域，以及回火爐的各個(gè)區(qū)域，采用德國(guó)Krom公司的脈沖控制器MPT-700，它接收PID模塊的PID輸出信號(hào)，轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)節(jié)定時(shí)信號(hào)，控制脈沖燃燒器的開(kāi)關(guān)定時(shí)和開(kāi)關(guān)時(shí)間比，從而調(diào)節(jié)空氣和煤氣的流量，控制爐溫。為保證爐溫均勻性5和鋼管全長(zhǎng)溫度均勻性小于10，淬火爐和回火爐保溫段采用脈沖燃燒控制。在脈沖燃燒控制中，燃燒器只工作在開(kāi)或關(guān)的狀態(tài)，根據(jù)燃燒器功率、混合比、噴涂速度等要求，一次性將燃燒器調(diào)整到最佳工作狀態(tài)。我們采用Krom的調(diào)溫燃燒器，可以明顯提高燃燒效率，降低排放物的污染程度。其控制系統(tǒng)的原理圖如圖8所示。圖8脈沖燃燒控制示意圖5.3緊急停車保護(hù)和聯(lián)鎖(1)自動(dòng)停爐當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，熔爐應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉:車間氣體主管壓力超低；熱空氣的超低壓力；冷卻水壓力過(guò)低或停水；助燃風(fēng)機(jī)不運(yùn)行；停電了。自動(dòng)關(guān)斷流程:緊急切斷主氣管道氮?dú)獯祾吖艿罋怏w排放。