基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统及控制方法，该控制方法包括：加热炉PID调节单元根据工件加热所需的炉温设定值和由烧嘴组反馈的炉温测量值，运算得到加热炉的功率输出比率Y

【技术实现步骤摘要】
基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统及控制方法


[0001]本专利技术属于加热炉温度控制
，尤其涉及一种基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]加热炉的理想目标是在消耗较低能源的前提下，依然可以获得较好的工件质量。为达到上述目标，需要采取合理的加热炉温度控制策略。现有的加热炉温度控制采用比例控制、双交叉限幅控制等方法，但是随着工件加热工艺要求的提高，这些控制方法使加热炉烧嘴的工作负荷增大，降低烧嘴使用寿命，并且加热炉内热传递效率低，在温度控制效果上并不理想。
[0003]目前大多数加热炉采用烧嘴脉冲燃烧控制技术，在该控制技术中，将开关阀预先设定最佳空燃比，以脉冲时序控制点火的方式对烧嘴进行控制，有利于实现最佳燃烧，提升燃烧效率。但是在实际燃烧控制过程中，存在控制反应周期长的缺点，无法快速、有效地根据当前炉温状况进行实时调节控制，加热炉温度控制结果难以达到要求；并且由于不同烧嘴的燃烧环境不同，靠近加热炉进出口处热量流失严重，因此会导致控温区域内的炉温均匀性较差，整体炉温变化曲线波动较大，降低工件加热质量，并提高了加热炉的能源消耗。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本专利技术提供了一种基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统及基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制方法。
[0005]在本专利技术的一个方面，所提供的基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统包括加热炉PID调节单元、烧嘴组、烧嘴权重轮询调度控制单元，所述加热炉PID调节单元根据工件加热所需的炉温设定值和由所述烧嘴组反馈的炉温测量值，得到加热炉的功率输出比率，所述烧嘴权重轮询调度控制单元基于所述功率输出比率以及所述烧嘴组的烧嘴参数，通过权重分配和轮询调度来控制所述烧嘴组中各烧嘴的实际开启时长和开启脉冲时序。
[0006]在本专利技术的另一个方面，所提供的基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制方法包括如下步骤：
[0007]S1、加热炉PID调节单元根据工件加热所需的炉温设定值和由烧嘴组反馈的炉温测量值，运算得到加热炉的功率输出比率Y
p
；
[0008]S2、烧嘴权重轮询调度控制单元基于加热炉的功率输出比率Y
p
以及烧嘴组的烧嘴参数，确定燃烧循环周期T、烧嘴基准开启时长T
on
和烧嘴基准关闭时长T
off
，并控制烧嘴组S＝{S1,s2,
…
,S
N
}中各烧嘴S
i
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
i
，i＝1,2
…
,N，其中烧嘴参数包括烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中的烧嘴数量N、一个燃烧循环周期T内烧嘴最小开启时长T
onmin
、一个燃烧循环周期T内烧嘴最大开启时长T
onmax
、一个燃烧循环周期T内烧嘴最小关闭时长T
offmin
，所述步骤S2具体包括如下子步骤：
[0009]S21、将功率输出比率Y
p
与权重启用阈值Y
r
进行比较，根据比较结果来决定是否启
用权重控制，所述权重启用阈值其中，w
max
为烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中各烧嘴S
i
的最大输出差异系数；
[0010]S22、如果Y
p
＜Y
r
，启用权重控制，并按照以下方式控制烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中各烧嘴S
i
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
i
：烧嘴基准开启时长设定为T
on
＝T
onmin
，烧嘴基准关闭时长设定为T
off
＝T
‑
T
on
，燃烧循环周期其中w
i
为烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中各烧嘴S
i
的权值；在烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}各烧嘴S
i
的权值为w
i
中，将烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中处于加热炉炉门区域的烧嘴S
a
的权值w
a
设定为1＜w
a
≤w
max
，将烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中处于加热炉排烟口区域的烧嘴S
b
的权值w
b
设定为1＜w
b
≤w
max
，以及将烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中其他各烧嘴S
j
的权值w
j
均保持为1，其中1≤a≤N，1≤b≤N，j＝1,2
…
,N且j≠a≠b；烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中处于加热炉炉门区域的烧嘴S
a
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
a
控制为T
a
＝w
a
×
T
on
＝w
a
×
T
onmin
，烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中处于加热炉排烟口区域的烧嘴S
b
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
b
控制为T
b
＝w
b
×
T
on
＝w
b
×
T
onmin
，烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中其他各烧嘴S
j
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
j
控制为T
j
＝w
j
×
T
on
＝T
on
＝T
onmin
；
[0011]S23、如果Y
p
＞Y
r
，不启用权重控制，烧嘴组S＝{S1,S2,
…
,S
N
}中各烧嘴S
i
的权值w
i
均为1，并按照以下方式控制烧嘴组S＝{S1,s2,
…
,S
N
}中各烧嘴S
i
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
i
：将功率输出比率Y
p
与烧嘴循环周期转换阈值Y
s
进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统，其特征在于，包括：加热炉PID调节单元、烧嘴组、烧嘴权重轮询调度控制单元，所述加热炉PID调节单元根据工件加热所需的炉温设定值和由所述烧嘴组反馈的炉温测量值，得到加热炉的功率输出比率；所述烧嘴权重轮询调度控制单元基于所述功率输出比率以及所述烧嘴组的烧嘴参数，通过权重分配和轮询调度来控制所述烧嘴组中各烧嘴的实际开启时长和开启脉冲时序。2.一种基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制控制方法，利用权利要求1所述的基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制系统实施，其特征在于，所述基于权重轮询调度的烧嘴脉冲燃烧控制控制方法包括如下步骤：Sl、加热炉PID调节单元根据工件加热所需的炉温设定值和由烧嘴组反馈的炉温测量值，运算得到加热炉的功率输出比率Y
p
；S2、烧嘴权重轮询调度控制单元基于加热炉的功率输出比率Y
p
以及烧嘴组的烧嘴参数，确定燃烧循环周期T、烧嘴基准开启时长T
on
和烧嘴基准关闭时长T
off
，并控制烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中各烧嘴S
i
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
i
，i＝1，2...，N，其中烧嘴参数包括烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中的烧嘴数量N、一个燃烧循环周期T内烧嘴最小开启时长T
onmin
、一个燃烧循环周期T内烧嘴最大开启时长T
onmax
、一个燃烧循环周期T内烧嘴最小关闭时长T
offmin
，所述步骤S2具体包括如下子步骤：S21、将功率输出比率Y
p
与权重启用阈值Y
r
进行比较，根据比较结果来决定是否启用权重控制，所述权重启用阈值其中，w
max
为烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中各烧嘴S
i
的最大输出差异系数；S22、如果Y
p
＜Y
r
，启用权重控制，并按照以下方式控制烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中各烧嘴S
i
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
i
：烧嘴基准开启时长设定为T
on
＝T
onmin
，烧嘴基准关闭时长设定为T
off
＝T
‑
T
on
，燃烧循环周期其中w
i
为烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中各烧嘴S
i
的权值；在烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}各烧嘴S
i
的权值为w
i
中，将烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中处于加热炉炉门区域的烧嘴S
a
的权值w
a
设定为1＜w
a
≤w
max
，将烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中处于加热炉排烟口区域的烧嘴S
b
的权值w
b
设定为1＜w
b
≤w
max
，以及将烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中其他各烧嘴S
j
的权值w
j
均保持为1，其中1≤a≤N，1≤b≤N，j＝1，2...，N且j≠a≠b；烧嘴组S＝{S1，S2，...，S
N
}中处于加热炉炉门区域的烧嘴S
a
在燃烧循环周期T内的实际开启时长T
a
控制为T
a
＝w
a
×
T
on
＝w
a
×
T
onmin
，烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志伟，李慧芳，杜云岗，姬耀鑫，何阳，刘芮君，
申请(专利权)人：山西工程职业学院，
类型：发明
国别省市：