加热炉控制器制造技术

本实用新型专利技术是一种不需要配用氧量计及一氧化碳，二氧化碳等成份分析仪能用于加热炉、遂道窑的温度控制与风量的配比控制的加热炉控制器，它以单片和燃料微机为核心，包括数据存储器、模数转换器、电压频率转换器、并行接口、程序存贮器、数模转换器、键盘管理芯片、键钮等，它采用对炉窑内各燃烧段以ＰＩＤ控制和极值控制二种不同原理加以控制达到理想效果，它可用二段燃烧的加热炉，一段燃烧的加热炉或三段燃烧的隧道窑。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种炉窑燃烧控制器，适用于遂道窑加热炉的温度控制和燃料与风量的配比控制。目前用于工业炉窑的燃烧控制器或装置都必须配用氧量计或一氧化碳、二氧化碳等成份分析仪表来检测燃烧过程的烟道废气中的所含氧量或一氧化碳、二氧化碳含量，然后根据这些烟气成份来控制燃料和风量的配比关系，由于氧量计寿命短，一氧化碳和二氧化碳成份分析仪表价格贵，不易维修，给用户带来许多麻烦并增加了控制系统的投资。本技术的目的是对现有炉窑燃烧控制器或装置进行改进，可不用氧量计或一氧化碳、二氧化碳等成份分析仪，自动控制燃料与风量的配比，同时又控制炉膛温度，因而使装置寿命延长并便于维修，节省投资。本技术采用的技术方案是用单片微机组成的加热炉控制器，具有17路模拟量输入，其中一路模拟量是经电压／频率转换而来的频率信号，8路开关量输入、8路模拟输出，以及操作面板部件。炉窑的各段温度、燃料量、风量、阀位等信号由模拟通道输入，其中一路由电压／频率通道输入，8路模拟量输出用来控制各段燃料阀、空气阀及烟道阀，控制器操作面板上装有显示数码管、信号灯及用于选择显示内容的琴键开关，用于选择功能的拨盘开关，用于修改各部分参数的“↑、↓、←”(加、减、移位)键。本技术实施例结合附图加以描述。附图说明图1为加热炉控制器主机结构图；图2为加热炉控制器操作面板图。由图1所示，以单片微计算机6为核心，连接有数据存储器1、模数转换器2、电压频率转换器3、并行接口芯片4、程序存储器7、数模转换器8、键盘显示管理芯片8，键钮5与并行接口芯片4连接，拨盘10与键盘显示管理芯片9连接，键盘显示管理芯片9分别通过译码驱动器14及驱动器13与数码显示器16相连接，数模转换器8通过多路模拟开关11与保持器12相连接，保持器12输出端连接电压电流转换器15。本技术单片微计算机6采用Intel公司的8031单片微计算机，过程信息输入通过模数转换器(A／D)2、并行接口芯片4和拨盘10实现，A／D、并行接口输入的信息与拨盘设定的参数由微计算机8031综合处理后，经数模转换器(D／A)8输出至过程，模数转换器(A／D)芯片为具有16路模拟输入的8位模数转换器ADC0816，数模转换器8，数模转换(D／A)采用DAC0832，8路模拟量输出采用CD4051的多路模拟开关11加上由运算放大器TL084组成的保持器12来实现，每一路模拟输出都有一个保持器，电压频率转换器3采用VFC32，它把0～10VDC转换成0～10KHZ信号，再由微机8031对它计数，以对炉膛温度检测，作为燃料／风量自寻优中的一个参数，键盘显示管理芯片9为8279，其功能是接收来自拨盘的偏码，显示数据的管理和对数码显示器16的控制。本技术使用的拨盘为KBP1－3的8、4、2、1编码拨盘，每个拨盘有4根线，控制器中用2个拨盘，共8根线分别连接到键盘显示管理芯片8279的RL7～RL0，芯片8279的数据输入方式为选通输入方式，RL7～RL0作为选通并行输入端口。过程开关量(如手动一自动状态)、参数显示或修改的键钮5分别由8255的并行接口芯片4的A口和B口输入，8255的C口作为输出通道用于状态指示灯和报警开关量输出。由于微机8031内无程序存储器ROM，只有128×8的RAM，本技术扩展了外部数据存储器1，它采用6116，存储容量为2K×8；程序存储器7为EPROM27128，存储容量16K×8，驱动器13采用74LS240，译码驱动器14采用74LS138加上74LS241。由图2所示操作面板上的键钮5由用于选择显示内容的琴键开关(在面板右面)及用于设定各部参数“↑(加)↓(减)←(移位)”键(在面板的左面)组成，数字显示器16由4位参数显示及4位温度显示数码管组成，17为两个信号灯。本技术控制原理为炉窑内各燃烧段以二种不同原理加以控制，燃烧气流的上游段(如遂道加热炉中的均热段)，对温度控制的精度要求较高，故实行PID控制，控制的输出信号直接加到燃料阀和空气阀。燃料与空气的比例系段，在从手动切换到自动的瞬间即由微机算出并于锁存，改变比例系数只需从自动切向手动，操作后再切回自动，此时锁存内容即为新的比例系数。在燃烧气流的下游段(如遂道加热炉中的予热段)，因上游段来的废气中有可燃物，故必须充分燃烧，因此，除PID调节外采用极值调节原理，因为在燃烧过程中，无论空气过剩或空气不足都不能使燃烧温度达到最高值，因此，以温度为极值调节信号，微机自动搜索风量找到温度的最高点，若此时温度超过设定值则由PID调节使燃料量减少，若温度仍低于设定值，则增加燃料量，在燃料量增加或减少的过程中空气量同步增减，极值调节只改变燃料与风量的比例系数。PID与极值调节同时作用的结果将使温度在设定值附近作微小的波动，这对予热段的温度控制来说是允许的。极值调节的温度信号经电压／频率转换器输入微机计数，计数时间足够长，以消除温度变送器来的噪音影响，每次计数的时间间隔大于温度对象的纯滞后时间，以判别空气量改变后对温度的影响，将三次极值搜索(空气量改变)对温度的影响加以处理，得出正确的搜索方向，即Sn＋1＝Sign(φn－φn－1)，当φn－1－φn－2≤0Sn＋1＝Sign(φn－2φn－1＋φn－2)，当φn－1－φn－2＞0式中S－－搜索换向符号，φ－－被调量(温度幅值)。极值搜索的步距，即风量改变的百分数，是可以设定的；由于采用频率计数法来比较搜索过程中温度的变化，所以灵敏度极高，0.01％的温度变化足以判别搜索的方向。当极值搜索方向来回摆动数次即表示已经找到极值，此时微机停止极值搜索一段时间以减少搜索时的损耗。经实际应用证明，本技术在不用氧量计或一氧化碳、二氧化碳等成份分析仪表下，对于工业炉窑进行燃烧控制达到良好的效果，因而本技术的采用，可节省设备投资，延长使用寿命，便于维修，可用于二段燃烧的加热炉，也可以用于一段燃烧的加热炉或三段燃烧的遂道窑。权利要求1.一种由微型计算机，数模转换器、模数转换器、数据存储器、接口电路及操作面板组成的加热炉控制器，其特征在于，以单片微机6为核心，连接有数据存储器1、模数转换器2、电压频率转换器3，并行接口芯片4、程序存储器7、数模转换器8、键盘显示管理芯片9，键钮5与并行接口芯片4连接，拨盘10与键盘显示管理芯片9连接，键盘管理芯片9分别通过译码驱动器14及驱动器13与数码显示器16相连接，数模转换器8通过多路模拟开关11与保持器12相接，保持器12输出端连接电压电流转换器15。2.根据权利要求1所述的加热炉控制器，其特征在于，操作面板上键钮5由用于选择显示内容的琴键开关及用于设定各部分参数“↑、↓、←”(加、减、移位)键组成，数字显示器16由4位参数显示及4位温度显示数码管组成。专利摘要本技术是一种不需要配用氧量计及一氧化碳，二氧化碳等成分分析仪能用于加热炉、隧道窑的温度控制与风量的配比控制的加热炉控制器，它以单片和燃料微机为核心，包括数据存储器、模数转换器、电压频率转换器、并行接口、程序存贮器、数模转换器、键盘管理芯片、键钮等，它采用对炉窑内各燃烧段以PID控制和极值控制二种不同原理加以控制达到理想效果，它可用二段燃烧的加热炉，一段燃烧的加热炉或三段燃烧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由微型计算机，数模转换器、模数转换器、数据存储器、接口电路及操作面板组成的加热炉控制器，其特征在于，以单片微机６为核心，连接有数据存储器１、模数转换器２、电压频率转换器３，并行接口芯片４、程序存储器７、数模转换器８、键盘显示管理芯片９，键钮５与并行接口芯片４连接，拨盘１０与键盘显示管理芯片９连接，键盘管理芯片９分别通过译码驱动器１４及驱动器１３与数码显示器１６相连接，数模转换器８通过多路模拟开关１１与保持器１２相接，保持器１２输出端连接电压电流转换器１５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨起行，严伟达，
申请(专利权)人：机械电子工业部上海工业自动化仪表研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]