一种转底炉烘炉温度自动控制方法技术

本发明专利技术具体涉及一种转底炉烘炉温度自动控制方法，包括以下步骤：将所述转底炉分为不同的温度区，使用烘炉曲线控制器设置每个所述温度区内不同阶段对应温度、持续时间的烘炉曲线；调用所述不同阶段对应的PID参数，使用温度PID控制器对烘炉温度进行控制；当温度PID控制器输出值大于双交叉限幅控制器的上限输出或者小于其下限输出时，自动切换至双交叉限幅控制器来控制温度。本发明专利技术实现全阶段的烘炉温度的自动控制，投运简单，避免频繁持续的操作，可以极大的减少劳动强度；并且易于在原有系统中升级改造而实现，不需要额外的硬件开发和采购的成本。

An automatic temperature control method for the oven in a rotary hearth furnace

The invention specifically relates to an automatic temperature control method for a rotary hearth furnace, which includes the following steps: dividing the bottom furnace into different temperature zones, setting up a oven curve corresponding to temperature and duration in different stages of the temperature zone by using the oven curve controller, and calling the corresponding PID parameters of the different stages, so as to make the corresponding parameters of the different stages described. The temperature of the oven is controlled by the temperature PID controller. When the output value of the temperature PID controller is greater than the upper limit output of the double cross limiting controller or less than its lower limit output, it automatically switches to the double cross limiting controller to control the temperature. The invention realizes the automatic control of the oven temperature in the full stage. It is easy to run and avoids frequent and continuous operation. It can greatly reduce the labor intensity, and is easy to upgrade in the original system, without the cost of additional hardware development and procurement.

【技术实现步骤摘要】
一种转底炉烘炉温度自动控制方法
本专利技术属于转底炉温度控制
，具体涉及一种转底炉烘炉温度自动控制方法。
技术介绍
把铁矿粉（或红土镍矿、钒钛磁铁矿、硫酸渣或冶金粉尘、除尘灰、炼钢污泥等）经配料、混料、制球和干燥后的含碳球团加入到环形炉膛和可转动的炉底的转底炉中，根据工艺要求在1250～1650℃之间合适的炉膛温度下，在随着炉底旋转一周的过程中，铁矿被碳还原出来。转底炉在停炉后一段时间再次启炉进行铁矿还原之前，通常要进行烘炉。通过分阶段加热升温、恒温烘烤，蒸发出耐火材料中的游离水和结晶水，以免在开工时由于炉温上升太快，水份大量膨胀造成炉体胀裂、鼓泡或变形甚至炉墙倒塌，影响转底炉炉墙的强度和使用寿命。烘炉的升温曲线一般根据当时、当地的气候条件等因素来确定，通常一次烘炉要十天左右。由于烘炉时间长，升温、恒温阶段多，且转底炉一般分为预热区、中温区、高温一、二、三区等多个区域，各个区域有独立的燃气调节阀、空气调节阀、燃气流量计和空气流量计，温度控制相对独立，而烘炉时不同区的温度要求需要跟升温曲线一致，这样长时间、多阶段、多区域温度控制给操作人员带来很大的不便。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种转底炉烘炉温度自动控制方法，实现全阶段的烘炉温度的自动控制，投运简单，避免频繁持续的操作，可以极大的减少劳动强度；并且易于在原有系统中升级改造而实现，不需要额外的硬件开发和采购的成本。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：一种转底炉烘炉温度自动控制方法，包括以下步骤：1）将所述转底炉分为不同的温度区，使用烘炉曲线控制器设置每个所述温度区内不同阶段对应温度、持续时间的烘炉曲线；2）调用所述不同阶段对应的PID参数，使用温度PID控制器对烘炉温度进行控制；3）当温度PID控制器输出值大于双交叉限幅控制器的上限输出或者小于其下限输出时，自动切换至双交叉限幅控制器来控制温度。进一步，所述双交叉限幅控制器设置于所述温度区内，所述双交叉限幅控制器的输入变量为期望温度和空煤比，输出变量为空气调节阀和燃气调节阀的阀门开度信号，并控制设置于所述温度区内的空气调节阀和燃气调节阀的开度。进一步，使用烘炉温度自动控制器协调所述双交叉限幅温度控制器、烘炉曲线控制器和温度PID控制器；所述烘炉温度自动控制器包括：PLC和WinCC界面，所述PLC内含有控制程序。进一步，在所述PLC中内建立FB101功能块，在所述FB101功能块中建立双交叉限幅程序块，所述双交叉限幅程序块满足关系式：B=FA*(1+K2)/N，D=FA*(1-K1)/N，F=(1+K4)*FF，H=(1-K3)*FF，其中，A为所述温度区实际温度和期望温度进入温度PID控制器运算的输出值，FA为实际空气流量值，FF为实际燃气流量值，N为空煤比；B为不出现过氧燃烧时，燃料流量的下限值；D为不出现缺氧燃烧时，燃料流量的上限值；H为不出现缺氧燃烧时，空气流量的下限值；F为不出现过氧燃烧时，空气流量的上限值；所述双交叉限幅控制器包括：煤气回路高选器C，空气回路高选器K，煤气回路低选器E，空气回路低选器G，其中，C=MAX(A,D)，E=MIN(C,B)，G=MIN(A,F)，K=MAX(G,H)MAX(A,D)表示A和D中的最大值，MIN(C,B)表示C和B中的最小值。进一步，在所述PLC中建立FB102功能块，在所述FB102功能块中建立温度PID控制程序块，用于控制温度PID控制器。进一步，在所述PLC内建立FC102功能块，在所述FC102功能块中建立烘炉温度自动控制程序块，所述烘炉温度自动控制程序块根据所述WinCC界面投入烘炉自动控制程序的命令来组织和协调双交叉限幅程序块、烘炉温度PID控制程序块和烘炉曲线控制程序块运行。进一步，在所述PLC内建立DB101数据块，在所述DB101数据块中存入不同的所述温度区的不同阶段所对应的PID参数值和空煤比值。进一步，在所述PLC内建立FC101功能块，所述FC101功能块中建立烘炉曲线控制程序块，所述烘炉曲线控制程序块用于定义烘炉曲线。进一步，所述烘炉曲线控制器包括多个温度传送单元和定时器，多个所述定时器分别对应烘炉曲线不同阶段的持续时间，所述温度传送单元将用户在所述WinCC界面上设置的不同阶段的烘炉期望温度传送给所述温度PID控制器。进一步，所述烘炉温度自动控制器的CPU为315-2PN/DP。本专利技术的有益效果在于：实现全阶段的烘炉温度的自动控制，投运简单，避免频繁持续的操作，可以极大的减少劳动强度；并且易于在原有系统中升级改造而实现，不需要额外的硬件开发和采购的成本。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了转底炉烘炉温度自动控制方法，包括以下步骤：1）将所述转底炉分为不同的温度区，使用烘炉曲线控制器设置每个所述温度区内不同阶段对应温度、持续时间的烘炉曲线；2）调用所述不同阶段对应的PID参数，使用温度PID控制器对烘炉温度进行控制；3）当温度PID控制器输出值大于双交叉限幅控制器的上限输出或者小于其下限输出时，自动切换至双交叉限幅控制器来控制温度。根据本专利技术的具体实施例，使用烘炉温度自动控制器协调所述双交叉限幅温度控制器、烘炉曲线控制器和温度PID控制器；所述烘炉温度自动控制器包括：PLC和WinCC界面，所述PLC内含有控制程序，所述烘炉温度自动控制器的CPU为315-2PN/DP。根据本专利技术的具体实施例，所述烘炉曲线控制器包括多个温度传送单元和定时器，多个所述定时器分别对应烘炉曲线不同阶段的持续时间，所述温度传送单元将用户在所述WinCC界面上设置的不同阶段的烘炉期望温度传送给所述温度PID控制器根据本专利技术的具体实施例，所述双交叉限幅控制器设置于所述温度区内，所述双交叉限幅控制器的输入变量为期望温度和空煤比，输出变量为空气调节阀和燃气调节阀的阀门开度信号，并控制设置于所述温度区内的空气调节阀和燃气调节阀的开度。在投入烘炉程序后，烘炉温度自动控制器根据转底炉各个温度区的实时温度，按照烘炉曲线控制器要求的阶段，协调温度PID控制器调用不同的PID参数，对烘炉温度和烘炉时间进行控制。正常情况下，温度PID控制器起作用，温度按烘炉曲线要求上升。当出现异常情况时，比如当煤气热值波动较大或者空气流量波动较大时，烘炉PID控制器不足以稳定控制各个区的温度时，双交叉限幅温度控制器起作用，以保证稳定燃烧，转底炉各个区的温度按烘炉曲线要求上升。实施例一转底炉通过西门子CPU315-2PN/DP的PLC和WinCC来控制的，在PLC内编制程序，结合WinCC来实现烘炉温度的自动控制。由于转底炉温度区比较多，各个温度区的控制类似，这里仅以中温区的烘炉温度自动控制方法为例来说明。首先在PLC内建立FB101功能块，在FB101中编写双交叉限幅程序块，烘炉温度自动控制程序来调用该程序。所述双交叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转底炉烘炉温度自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将所述转底炉分为不同的温度区，使用烘炉曲线控制器设置每个所述温度区内不同阶段对应温度、持续时间的烘炉曲线；2）调用所述不同阶段对应的PID参数，使用温度PID控制器对烘炉温度进行控制；3）当温度PID控制器输出值大于双交叉限幅控制器的上限输出或者小于其下限输出时，自动切换至双交叉限幅控制器来控制温度。

【技术特征摘要】
1.一种转底炉烘炉温度自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将所述转底炉分为不同的温度区，使用烘炉曲线控制器设置每个所述温度区内不同阶段对应温度、持续时间的烘炉曲线；2）调用所述不同阶段对应的PID参数，使用温度PID控制器对烘炉温度进行控制；3）当温度PID控制器输出值大于双交叉限幅控制器的上限输出或者小于其下限输出时，自动切换至双交叉限幅控制器来控制温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双交叉限幅控制器设置于所述温度区内，所述双交叉限幅控制器的输入变量为期望温度和空煤比，输出变量为空气调节阀和燃气调节阀的阀门开度信号，并控制设置于所述温度区内的空气调节阀和燃气调节阀的开度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用烘炉温度自动控制器协调所述双交叉限幅温度控制器、烘炉曲线控制器和温度PID控制器；所述烘炉温度自动控制器包括：PLC和WinCC界面，所述PLC内含有控制程序。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述PLC中内建立FB101功能块，在所述FB101功能块中建立双交叉限幅程序块，所述双交叉限幅程序块满足关系式：B=FA*(1+K2)/N，D=FA*(1-K1)/N，F=(1+K4)*FF，H=(1-K3)*FF，其中，A为所述温度区实际温度和期望温度进入温度PID控制器运算的输出值，FA为实际空气流量值，FF为实际燃气流量值，N为空煤比；B为不出现过氧燃烧时，燃料流量的下限值；D为不出现缺氧燃烧时，燃料流量的上限值；H为不出现缺氧燃烧时，空气流量的下限值；F为不出现过氧燃烧时，空气流量的上限值，转底炉相关参数K1、K2、K...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志佳，陈万里，马增炜，胡杰，王艳云，刘赟，刘艳，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11