燃气式辊底炉的温度控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃气式辊底炉的温度控制方法及装置，属于辊底炉温度控制方法及装置领域，为解决现有方法控制精度差等问题而设计。本发明专利技术燃气式辊底炉的温度控制方法是使用控制单元统一控制全部烧嘴的燃烧、熄灭、以及燃烧的持续时间。本发明专利技术燃气式辊底炉温度控制装置包括多个分布于燃气式辊底炉内的温度传感器、与温度传感器连接的智能温控仪表、与智能温控仪表连接的PLC、以及与PLC连接的工控机；还包括设置在每个烧嘴与PLC之间的烧嘴控制单元。本发明专利技术燃气式辊底炉的温度控制方法及装置开创性地提出了烧嘴整体控制的思想，控制方法更简便灵巧，控温精度更高，更节约能源，提高了燃气式辊底炉的品质，具有更强的普适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辊底炉温度控制方法及装置领域，尤其涉及一种燃气式辊底炉的温度控制方法以及实现该温度控制方法的燃气式辊底炉温度控制装置。
技术介绍
辊底炉是钢板热处理工艺中最常用的设备，其温度控制是否精确将直接影响热处理后钢板的质量。目前，辊底炉多采用燃气方式热处理钢板。影响燃气式辊底炉炉温的因素有很多，主要包括炉体结构、炉体保温密封性能、热源分布位置、燃气的压力与热值、测温点的布置位置、控制方式等。一旦炉体建造完成，则温度控制方法就成了辊底炉炉温控制的关键。目前，燃气式辊底炉的温度控制方法主要是依赖于PLC控温模块来确定烧嘴的时序。该方法的缺陷是：1、PLC的温控模块是一种通用的PID控制模块，其PID参数整定困难，人工干涉多，不易最优化控制性能；2、烧嘴的时序控制很难与PID控制模式达到完美的协调一致；3、烧嘴火焰温度多高于工艺设定温度，难以解决烧嘴与测温点的耦合问题。上述缺陷导致辊底炉的温控效果不理想，控温精度差，节能效果不突出。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是开创性地提出一种烧嘴整体控制思想的燃气式辊底炉的温度控制方法。本专利技术的另一个目的是提出一种保证了辊底炉有效加热区温度均匀性的燃气式辊底炉温度控制装置。为达此目的，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种燃气式辊底炉的温度控制方法，控制单元统一控制全部烧嘴的燃烧、熄灭、以及燃烧的持续时间。特别是，所述温度控制方法包括下述步骤：步骤1、通过温度传感器检测燃气式辊底炉内温度值；步骤2、所测得温度值依次通过补偿导线发送至智能控制仪表、通过网络总线传送至PLC、通过网线传送至工控机；步骤3、所述工控机存储各个温度值，形成并存储温度变化曲线；步骤4、所述智能温控仪表将所测得的温度值与工艺设定温度做比较，智能控制算法根据比较值计算得出烧嘴在此控制周期内的燃烧比例；步骤5、所述PLC根据所述智能温控仪表计算得出的燃烧比例计算出各个烧嘴的燃烧时间，并将所述燃烧时间发送至烧嘴控制器；步骤6、所述烧嘴控制器根据所述燃烧时间控制燃气脉冲阀与助燃空气电动阀的开关；步骤7、当辊底炉内温度值与工艺设定温度的所述比较值发生变化时，转至步骤1。特别是，在步骤3中，使用显示器实时显示工艺设定温度。特别是，在步骤4中，所述智能控制算法为无超调专家PID算法。另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种用于实现上述温度控制方法的燃气式辊底炉温度控制装置，温度控制装置包括多个分布于燃气式辊底炉内的温度传感器、通过补偿导线分别与所述温度传感器连接的智能温控仪表、通过网络总线与所述智能温控仪表连接的PLC、以及通过通过网络与所述PLC连接的工控机；还包括设置在每个烧嘴与所述PLC之间的烧嘴控制单元，每组所述烧嘴控制单元包括燃气脉冲阀、空气助燃电动阀、以及分别与所述燃气脉冲阀和空气助燃电动阀连接的烧嘴控制器；所述燃气脉冲阀和空气助燃电动阀分别连接至烧嘴，所述烧嘴控制器连接至所述PLC。特别是，所述温度传感器为带不锈钢套管的K型热电偶。特别是，所述温度控制装置还包括显示器，所述显示器连接至所述工控机。本专利技术燃气式辊底炉的温度控制方法是使用控制单元统一控制全部烧嘴的燃烧、熄灭、以及燃烧的持续时间，开创性地提出了烧嘴整体控制的思想，不再将各区烧嘴在控制周期内依时序依次轮流动作，控制方法更简便灵巧，切实可行。在不改变炉体本身物理结构的前提下辊底炉各点温度采用智能控制算法，控温精度更高，更节约能源，提高了燃气式辊底炉的品质，具有更强的普适性。本专利技术燃气式辊底炉温度控制装置的温度传感器连接至智能温控仪表，实现了上述温度控制方法，确保精准控制各区温度，保证了辊底炉有效加热区的温度均匀性，节约了能源，提高了钢板热处理质量。附图说明图1是本专利技术优选实施例一提供的燃气式辊底炉及温度控制装置中各部件的连接结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。优选实施例一：本优选实施例公开一种燃气式辊底炉温度控制装置。如图1所示，温度控制装置包括多个分布于燃气式辊底炉内的温度传感器、通过补偿导线分别与温度传感器连接的智能温控仪表、通过网络总线与智能温控仪表连接的PLC、通过网络与PLC连接的工控机、以及与工控机连接的显示器。当辊底炉加热工艺温度小于900℃时，温度传感器优选为带不锈钢套管的K型热电偶。图中N为每个区域(每只智能温控仪表)控制的烧嘴数量。温度控制装置还包括设置在每个烧嘴与PLC之间的烧嘴控制单元，每组烧嘴控制单元包括燃气脉冲阀、空气助燃电动阀、以及分别与燃气脉冲阀和空气助燃电动阀连接的烧嘴控制器。燃气脉冲阀和空气助燃电动阀分别连接至烧嘴，烧嘴控制器连接至PLC。图中N为每只智能温控仪表(单区)控制的烧嘴(或烧嘴控制器)数量，一般的N取1～6。应用该温度控制装置控制燃气式辊底炉温度的控制方法是控制单元统一控制全部烧嘴的燃烧、熄灭、以及燃烧的持续时间，不再将各区的烧嘴在控制周期内依时序依次轮流动作，解决了温控精度差的问题。具体的，该温度控制方法包括下述步骤：步骤1、通过温度传感器检测燃气式辊底炉内温度值。为了保证测温结果更加准确、更能体现全炉内的实际情况，优选在炉顶和炉体侧壁的八个测温点分别设置八个温度传感器，通过这八个温度传感器检测炉体内部各温区的实际温度。步骤2、所测得温度值作为控制系统的温度反馈信号通过K型热电偶补偿导线传入智能控制仪表，然后该信号通过Profibus-DP总线同步、实时传送给PLC。工控机采用工业以太网与PLC进行通讯，同步、实时地获得存储于PLC中的温度反馈信号。该温度反馈信号同步、实时地显示在智能控制仪表与工控机的显示屏上。步骤3、工控机存储各个温度值，形成并存储温度变化曲线；使用显示器实时显示工艺设定温度和温度反馈信号(即炉体内温度的变化过程)。步骤4、智能温控仪表将所测得的温度值与工艺设定温度做比较，智能控制算法根据比较值计算得出烧嘴在此控制周期内的燃烧比例。智能控制算法优选使用无超调专家PID算法。智能温控仪表针对温度控制对象有其独到的控制算法，其最大优点是控制参数整定简便，无需人工干预；可针对不同的温度对象选择不同控制算法仪表，控制精度高。智能温控仪表适应性强，抗干扰能力强，控制效果好。无超调专家PID算法可有效抑制烧嘴开/关或大小火动作带来的温度冲击(扰动)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气式辊底炉的温度控制方法，其特征在于，控制单元统一控制全部烧嘴的燃烧、熄灭、以及燃烧的持续时间。

【技术特征摘要】
1.一种燃气式辊底炉的温度控制方法，其特征在于，控制单元统一控制全
部烧嘴的燃烧、熄灭、以及燃烧的持续时间。
2.根据权利要求1所述的燃气式辊底炉的温度控制方法，其特征在于，
所述温度控制方法包括下述步骤：
步骤1、通过温度传感器检测燃气式辊底炉内温度值；
步骤2、所测得温度值依次通过补偿导线发送至智能控制仪表、通过网络
总线传送至PLC、通过网线传送至工控机；
步骤3、所述工控机存储各个温度值，形成并存储温度变化曲线；
步骤4、所述智能温控仪表将所测得的温度值与工艺设定温度做比较，智
能控制算法根据比较值计算得出烧嘴在此控制周期内的燃烧比例；
步骤5、所述PLC根据所述智能温控仪表计算得出的燃烧比例计算出各个
烧嘴的燃烧时间，并将所述燃烧时间发送至烧嘴控制器；
步骤6、所述烧嘴控制器根据所述燃烧时间控制燃气脉冲阀与助燃空气电
动阀的开关；
步骤7、当辊底炉内温度值与工艺设定温度的所述比较值发生变化时，转
至步骤1。
3.根据权利要求2所述的燃气式辊底炉的温度控制方法，其特征在于，在
步骤3中，使用显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新乐，施建华，张志明，刘滨，苏震，王克伟，王以琦，李宏周，马丹，彭光宇，孙波，孙林，马丽林，郑练，李超，应小昆，王亚昆，沈明艳，
申请(专利权)人：中国兵器工业新技术推广研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11