一种中型轧钢厂加热炉自动控制系统的制作方法

本发明涉及一种中型轧钢厂加热炉自动控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

中型轧钢厂加热炉为烧嘴蓄热式加热炉，采用三段控制，加热钢坯规格为140×140、165×165、165×225、165×280推钢式生产、最大生产能力为85t/h，燃料为高炉煤气。

技术实现要素：

本发明提出了一种中型轧钢厂加热炉自动控制系统，由两部分控制系统构成，分别为换向控制系统和燃烧控制系统，两个系统通过MPI连接，PLC系统硬件由西门子57300系列模块组成，软件使用的是西门子的step7 5.0编程软件。

本发明所采用的技术方案是：

所述自动控制系统由两部分控制系统构成，分别为换向控制系统和燃烧控制系统，两个系统通过MPI连接，PLC系统硬件由西门子S7300系列模块组成，软件使用的是西门子的step7 5.0编程软件。

所述整个控制系统完成现场数据采集、数据处理、输出控制及报警等功能，操作站实现对过程数据的显示、历史趋势的记录、控制设备的工作状态、报警、显示以及报表的打印等功能，并分别通过上位机和操作台实现燃烧和换向的自动、手动功能。

所述换向控制系统是以四通换向阀为控制对象，以顺序控制方式动作，使蓄热室周期性地供入燃料或排烟，以达到高温预热空气或煤气，极限回收烟气余热，提高燃烧效率，达到节能目的。

所述控制系统通过控制换向阀的动作，使进入炉内的冷的燃气和空气经过蓄热室加热，成为热的燃气和空气，提高燃烧效率，而从炉内排出的烟气的热量被蓄热室内陶瓷球吸收，排出的烟气温度低于150℃从而减少能源流失，达到节能目的。

本发明的有益效果是：该自动控制系统稳定可靠，操作简单方便，并减轻了工人的劳动强度；实现了对加热炉炉温、蓄热室温度的控制，减少了热能损失。

附图说明

图1是本发明的系统配置图。

图2是本发明的加热炉换向控制部分原理简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，自动控制系统由两部分控制系统构成，分别为换向控制系统和燃烧控制系统，两个系统通过MPI连接，PLC系统硬件由西门子S7300系列模块组成，软件使用的是西门子的step7 5.0编程软件。

整个控制系统完成现场数据采集、数据处理、输出控制及报警等功能，操作站实现对过程数据的显示、历史趋势的记录、控制设备的工作状态、报警、显示以及报表的打印等功能，并分别通过上位机和操作台实现燃烧和换向的自动、手动功能。并分别通过上位机和操作台实现燃烧和换向的自动、手动功能。

如图2，换向控制系统是以四通换向阀为控制对象，以顺序控制方式动作，使蓄热室周期性地供入燃料或排烟，以达到高温预热空气或煤气，极限回收烟气余热，提高燃烧效率，达到节能目的。

每段的换向控制由一台带有气动快切阀的煤气四通换向阀和一台空气四通换向阀组成，每个四通换向阀由换向阀本体及配套的液压系统组成，液压站有两台油泵，一用一备，由两个电磁铁控制换向阀动作，产生相应的阀位，换向阀上的三只接近开关分别对应上、中、下三个阀位，中位起定位作用，上下两位参与换向。换向工作时，空气换向阀和煤气换向阀联动。

换向工作方式分自动方式、单动方式、手动方式三种。自动换向是依据工艺设定的换向周期定时换向，但在定时换向周期未到而排烟温度超限时强制换向；单动换向时两台换向阀联锁动作，由人工完成操作，适合点火时使用:手动换向是由人工控制每一个换向阀单独动作，适宜在检修时使用。

自动换向时每次换向前首先关闭气动快切阀，同时启动油泵电机，为油压系统供油，2秒后其中一个电磁铁通电，液压系统驱动换向阀动作，达到相应的阀位，并由对应位置的接近开关反饿给阀位指示灯，一般1i秒换向阀体完成动作，若动作6秒后仍无反馈信号，则对应位置指示灯闪烁、系统报警：正常到位后，根据燃气流量计算出的延迟时间打开气动快切阀，到此完成一次换向动作。

这样通过控制换向阀的动作，使进入炉内的冷的燃气和空气经过蓄热室加热，成为热的燃气和空气，提高燃烧效率，而从炉内排出的烟气的热量被蓄热室内陶瓷球吸收，排出的烟气温度低于150℃，从而减少能源流失，达到节能目的。

在燃烧过程中，空气和煤气按照一定的空燃比进行燃烧，任何一种燃烧介质条件变化使空燃比异常，可能造成重大事故，因此系统设置了煤气总管压力低、空气总管压力低、煤气引风机停止、空气引风机停止等四项声光报警系统，并且在上述四项任意一项报警条件满足时，煤气总管上的快速切断阀关闭，切断煤气来源，保证安全。

三个加热段的煤气四通换向阀前均设有气动快切阀，气源由两台空气压缩机提供，一备一用。正常情况下压缩空气压力大于0.3MPa，当压缩空气压力小于0.3MPa时，空气压缩机启泵;当压缩空气压力低于0.1MPa时，闪光报警仪报警，此时另一备用空压机自动启泵，两台空压机同时工作，提供满足压力的压缩空气，以驱动气动快切阀，保证其正常工作。

燃烧控制系统通过加热炉侧温元件检测，经二次仪表的线性化处理，经PLC控制和调节执行单元，达到控制炉温的目的，并通过上位机显示，为操作人员提供加热炉的各项技术指标。

PLC接受来自现场的流量、温度、阀位等信号，经过程序处理，输出、控制现场的电动蝶阀，保证进行燃烧的煤气和空气流量，从而达到控制炉温的目的。