一种焦炉烘炉智能温度控制系统和控制方法技术方案

技术编号:15546655 阅读:271 留言:0更新日期:2017-06-05 19:58
本发明专利技术公开了一种焦炉烘炉智能温度控制系统和控制方法,包括:分布在焦炉上的温度检测点,用于实现对焦炉工作过程中温度的检测并将检测的温度采用补偿导线传输至模拟量输入模块;及分布在焦炉的机侧、焦侧的压力检测点,用于实现对焦炉机侧和焦侧的烘炉煤气压力的测量,并将检测的压力信号传输至模拟量输入模块;模拟量输入模块通过RS485/232转换模块与上位计算机相连,RS485/232转换模块还与模拟量输出模块相连,模拟量输出模块与安装在焦炉焦侧、机侧的煤气压力调节阀相连。本发明专利技术焦炉烘炉数据采集和控制方法及装置可有效降低烘炉成本,为烘炉过程提供科学的技术手段,意义十分重大。

Intelligent temperature control system and control method for coke oven heating

The invention discloses an oven temperature control system and intelligent control method, including: temperature detection point distribution in coke oven, used to achieve the temperature detection of coke oven in the working process and the temperature detected by compensation wire transmission to the analog input module; the pressure detecting point and distributed on the machine side, coke oven coke side, used for measurement of oven gas pressure to the coke oven and the coke side, and the detected pressure signal is transmitted to the analog input module; analog input module is connected to the computer through the RS485/232 conversion module and PC, RS485/232 conversion module is connected with the analog output module, analog output module and installed in the side of coke oven, the machine side of the gas pressure regulating valve. The method and the device for collecting and controlling the oven data of the invention can effectively reduce the cost of the oven, and provide scientific technical means for the baking process, and have great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉烘炉智能温度控制系统和控制方法
本专利技术涉及焦炉烘炉温度控制
,具体涉及一种焦炉烘炉智能温度控制系统和控制方法。
技术介绍
近年来,由于中国钢铁工业的快速增长,对焦炭的需求日益增加,带动了煤焦行业的蓬勃发展,我国炼焦行业处于世界领先水平。中国占全球焦炭产量的50%以上,被称为全球第一焦炭生产大国。随着经济和技术水平的不断发展,我国逐渐从炼焦生产大国转变为炼焦工业强国。在2008~2013年的五年时间内新增焦炉产能中,新建JN60-6型6米的顶装焦炉和JNDK55-05型5.5米捣固焦炉112座,平均每年新建焦炉20余座,并以每年17%的增长速度递增。但在烘炉加热过程中有大量的焦炉生产企业没有足够的经验,缺乏科学的理论实践指导,使得焦炉烘炉中升温过程控温失当,严重的缩短了焦炉的使用寿命,有些焦炉甚至不能投入正常的使用,由于焦炉建设的投资巨大,造成了极大的浪费,是地球资源的严重损失,与我国提出的发展低碳经济更是背道而驰。烘炉是焦炉在投入生产前的一道重要工序,好的烘炉过程不仅可以使得焦炉稳产、高产,延长焦炉使用寿命,还可以提高产出的焦炭的质量。我们所说的烘炉实际上是通过加温烘烤的方式提升焦炉炉体的温度,焦炉的砌体干燥需要经过三个阶段,分别是干燥,脱水和升温,直到温度达到900℃~1000℃,实际上烘炉就是为焦炉投入到正式生产状态前所做的准备工作。在焦炉烘炉过程中,焦炉烘炉温度监测点众多,数据处理量大,工艺复杂,控制精度要求高,温度监控困难且及时性较高。在以往的新焦炉烘炉中,采用的是人工测温、人工调温、人工处理数据的模式,这些已经远远不能满足生产的要求。烘炉中常常出现精度低和不能及时监控温度的问题,使得焦炉烘炉温度大幅度波动,直接影响了焦炉的使用寿命和焦炭的质量。而且也给焦炉烘炉人员带来了巨大的工作量,效率较低。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足,本专利技术公开了一种焦炉烘炉智能温度控制系统,通过搭建上述控制系统,实现对数据的采集及处理,能够达到更好的温度控制。本专利技术还公开了可重复使用的焦炉烘炉智能温度控制方法,基于上述控制系统,通过对数据的处理,采用相应的控制方法实现对温度的精确控制。一种焦炉烘炉智能温度控制系统,包括:分布在焦炉上的温度检测点,用于实现对焦炉工作过程中温度的检测并将检测的温度采用补偿导线传输至模拟量输入模块;及分布在焦炉的机侧、焦侧的压力检测点,用于实现对焦炉机侧和焦侧的烘炉煤气压力的测量,并将检测的压力信号传输至模拟量输入模块;模拟量输入模块通过RS485/232转换模块与上位计算机相连,RS485/232转换模块还与模拟量输出模块相连,模拟量输出模块与安装在焦炉焦侧、机侧的煤气压力调节阀相连;上位计算机将焦炉工作过程中的温度与设定值进行比较,当温度与设定值不一致时根据煤气压力调节阀的开度与压力关系调节相应的煤气压力调节阀的开度,进而控制入炉煤气总量最终实现对温度的控制。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:焦炉工作过程中检测的温度包括对标准燃烧室横向排放温度、燃烧室横向排放气温、标准蓄热室温度、抵抗墙温度,标准小烟道气温、机、焦侧烟道及全部烟道气温;其具有能够实现对长达100多米的焦炉的现场温度准确检测的效果。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:现场焦炉工作过程中温度检测点检测的信号分组传输至多个控制柜来实现布线处理;由于现场环境比较恶劣,较好地保证焦炉烘炉控制系统的可靠性。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:所述控制柜采用密封装置和防雨罩;进一步加强了焦炉烘炉控制系统的稳定性。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:所述控制柜采用不间断电源UPS供电,不间断电源UPS通过总开关分别连接至每个控制柜的子开关,每个控制柜内装有1个24V电源转换模块,事先将来自不间断电源UPS的220V的交流电转换为24V电源,给控制柜供电;其具有的效果是:系统电源采用了不间断电源UPS(10KVA,30分钟)是为了保证控制系统的供电,充分保证控制系统监控的及时性和稳定性。由于所用数据采集和处理模块工作电压为24V,每个站的控制箱内装有1个24V电源转换模块,并配置1个双极开关,实现本控制箱的电源供电保护。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:所述上位计算机采用的组态软件为IFIX监控软件,IFIX监控软件应用DATABASE数据库,IFIX监控软件采用动态数据协议即DDE与EXCEL连接,从IFIX监控软件传入数据至EXCEL进行计算。其具有的效果是:针对温度参数的处理,烘炉中需要对其中一些关键位置的温度数据进行处理,但IFIX在计算数据上存在不足,需要利用计算机来辅助处理数据。应用计算机快速准确处理数据的优势完成烘炉过程中各个部分参数的计算,烘炉技术员可以及时发现烘炉过程中温度的变化,及时处理出现异常温度的检测部位,提高了工人的效率,节省了技术人员的时间。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:所述煤气压力调节阀采用了电动调节阀,所述电动调节阀带阀门开度反馈,反馈电流4~20mA接入模拟量输入模块,控制电流4~20mA接入模拟量输出模块,压力变送器采集煤气管道的压力,通过模拟输入量模块将压力信号传送到上位计算机中,经过PID算法的调节后通过模拟量输出模块将4-20mA的电信号传送给电磁煤气压力调节阀来调节阀门的开度。其具有的效果是:为避免浪费过多的时间与精力在算法开发上,上位计算机直接选取了被广泛使用的调节器控制规律比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,在本申请中,主要通过控制安装在焦炉焦侧、机侧的煤气压力调节阀控制煤气流量,阀的开度与压力关系为:阀开度小,煤气压力升高;阀开度大,煤气压力降低。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:所述上位计算机设置有智能自动报警系统,采集到的故障温度与其他正确温度偏差很大,智能自动报警系统通过将采集温度与平均温度比较可以判断出采集温度是否为故障并报警显示;其具有的效果是:当采集到错误温度时,显示温度会发生颜色的变化,便于智能自动报警系统将发生过的错误事件记录下来,做成错误报表便于故障的查询和系统的维护,并将所有报警信息进行汇总后的记录。进一步的,本专利技术还采用了以下技术方案:所述上位计算机依据国家耐火砖质量监督检验中心对焦炉砌筑硅砖样品试验的膨胀率试验表,建立烘炉加热过程数据库,并结合温度、煤气压力、自动调节阀的技术要求,建立温度控制数学模型,绘制加热控制曲线,根据加热控制曲线实现对温度的精确稳定控制。其具有的效果是:上位计算机根据数据库中的数据,结合了焦炉结构特点、焦炉加热方式、焦炉操作维护要点等炼焦工艺技术,对采集的数据进行“大数据”智能分析,并及时在画面进行智能报警、提示,指导技术人员进行相关的调整。进一步的,为了解决现有技术的焦炉温度控制不够精确,本专利技术还公开了一种焦炉烘炉智能温度控制方法,包括以下步骤:焦炉温度数据采集:将多个热电偶分布在焦炉上的温度检测点,实现对焦炉工作过程中温度的检测并将检测的温度数据采用补偿导线传输至模拟量输入模块;焦炉压力数据采集:将压力变送器分布在焦炉的机侧、焦侧的压力检测点处,实现对焦炉机侧和焦侧的烘炉煤气压力的测量,并将检测的压力信号传输至模拟量输入模块;模拟量输入模块通过RS485/23本文档来自技高网
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一种焦炉烘炉智能温度控制系统和控制方法

【技术保护点】
一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,包括:分布在焦炉上的温度检测点,用于实现对焦炉工作过程中温度的检测并将检测的温度采用补偿导线传输至模拟量输入模块;及分布在焦炉的机侧、焦侧的压力检测点,用于实现对焦炉机侧和焦侧的烘炉煤气压力的测量,并将检测的压力信号传输至模拟量输入模块;模拟量输入模块通过RS485/232转换模块与上位计算机相连,RS485/232转换模块还与模拟量输出模块相连,模拟量输出模块与安装在焦炉焦侧、机侧的煤气压力调节阀相连;上位计算机将焦炉工作过程中的温度与设定值进行比较,当温度与设定值不一致时根据煤气压力调节阀的开度与压力关系调节相应的煤气压力调节阀的开度,进而控制入炉煤气总量最终实现对温度的控制。

【技术特征摘要】
1.一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,包括:分布在焦炉上的温度检测点,用于实现对焦炉工作过程中温度的检测并将检测的温度采用补偿导线传输至模拟量输入模块;及分布在焦炉的机侧、焦侧的压力检测点,用于实现对焦炉机侧和焦侧的烘炉煤气压力的测量,并将检测的压力信号传输至模拟量输入模块;模拟量输入模块通过RS485/232转换模块与上位计算机相连,RS485/232转换模块还与模拟量输出模块相连,模拟量输出模块与安装在焦炉焦侧、机侧的煤气压力调节阀相连;上位计算机将焦炉工作过程中的温度与设定值进行比较,当温度与设定值不一致时根据煤气压力调节阀的开度与压力关系调节相应的煤气压力调节阀的开度,进而控制入炉煤气总量最终实现对温度的控制。2.如权利要求1所述的一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,焦炉工作过程中检测的温度包括对标准燃烧室横向排放温度、燃烧室横向排放气温、标准蓄热室温度、抵抗墙温度,标准小烟道气温、机、焦侧烟道及全部烟道气温。3.如权利要求1或2所述的一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,现场焦炉工作过程中温度检测点检测的信号分组传输至多个控制柜来实现布线处理。4.如权利要求3所述的一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,所述控制柜采用密封装置和防雨罩。5.如权利要求3所述的一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,所述控制柜采用不间断电源UPS供电,不间断电源UPS通过总开关分别连接至每个控制柜的子开关,每个控制柜内装有1个24V电源转换模块,事先将来自不间断电源UPS的220V的交流电转换为24V电源,给控制柜供电。6.如权利要求1所述的一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,所述上位计算机采用的组态软件为IFIX监控软件,IFIX监控软件应用DATABASE数据库,IFIX监控软件采用动态数据协议即DDE与EXCEL连接,从IFIX监控软件传入数据至EXCEL进行计算。7.如权利要求1所述的一种焦炉烘炉智能温度控制系统,其特征是,所述煤气压力调节阀...

【专利技术属性】
技术研发人员:李天平周茂霞
申请(专利权)人:山东师范大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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