[发明专利]脉冲式炉窑温度动态控制方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种炉窑温度动态开关控制方法，主要应用于脉冲式炉窑温度自动控制系统。

背景技术

炉窑温度控制系统是一个大的滞后环节，温度采集一般采用热电偶或热电阻等传感器进行采集，其控制大多是由空气蝶阀、煤气蝶阀、烟道蝶阀或空气关断阀、煤气关断阀等进行温度的控制，在以脉冲方式控制的炉窑温度控制系统中使用的是高速烧嘴，采用切断阀切断或打开燃气、空气的控制方式对燃气、空气进行控制，需温度上升时空气阀、燃气阀打开烧嘴燃烧升温，需温度下降时燃气阀、空气阀关断烧嘴熄灭降温。

炉窑作为一个大的温度受控制容器，其影响温度的因素有很多，如炉压、空气流量、空气预热温度、空气压力、燃气流量、燃气预热温度、燃气压力、排烟情况等，上述因素最主要的还是空气与燃气的控制。空气一般都是进风采用鼓风机，排烟采用烟囱或排烟风机相对稳定性要比燃气好，而燃气由于输送管道或设备上的一些因素压力波动大、热值波动大，这样采用传统的PID控制时常常用变动空燃比或改变增益等措施进行炉温度的控制，由于一些因素难以确定，所以温度精度很难掌握，在实际工作中需热处理或加热钢板中一些工艺常常要求控制精度达±5℃或更高的控制精度，这样就对炉温控制提出很高的要求，太钢不锈热轧厂以前的机械式热处理炉炉温控制很难达对到上述要求。

发明内容：

本发明旨在提供炉温控制精度更高的炉窑温度动态开关控制法。

本发明的技术方案由两部分组成：其一是控制设施和测量设施控制设施包括燃气阀、空气阀、带有点火器的烧嘴、测量设施为测量炉窑窑温的热电偶，其二是控制方法。

控制方法包括下述步骤：

（1）、在计算机中设定一个虚拟值为炉窑温度设定值、设定一个虚拟值为上调温度差值、设定一个虚拟值为下调温度差值；

（2）、通过热电偶先采样测量一次炉窑温度，经某时段中2～4秒再采样测量一次炉窑温度，其两点温度进行比较值，得出温度趋势，后一点温度大于前一点温度是上升趋势，否则是下降趋势；

（3）、计算机对实际测量温度与炉窑温度设定值进行比较获得比较值，计算出温度差值；

（4）、温度差值小于等于上调温度差值且其温度趋势为下降趋势，计算机控制打开燃气阀、空气阀、带有点火器的烧嘴；温度差值大于等于下调温度差值且温度趋势为上升趋势，计算机控制关闭燃气阀、空气阀、带有点火器的烧嘴。 

上述步骤中包括反馈信号、控制信号，其中反馈信号有2个分别为：1、温度趋势信号TR_T；2、温度偏差信号ΔT；  控制信号有3个，分别为：1、温度置位信号S_T；2、温度复位信号R_T； 3、温度偏差调节信号ADJ_T；

所述温度趋势信号，即反馈温度上下变化的趋势。如果实际温度上升就认为是1，反之下降或者温度不变就认为是0。利用定时器进行这方面的工作，例如：在一定时间内取反馈温度信号做前后比较，如采样时为一秒或二秒或更长时间根据工艺情况来定，先把采样温度信号放入一存储区，再经达一段时间以后，再把第二次的采样温度与第一次已放入存储区的温度信号进行比较大小，这样就可判断出温度的上升或下降趋势。

所述温度偏差信号，指的是实际反馈温度与设定温度的差信号。如设定温度为1050℃，实际温度信号为1000℃我们就认为温度偏差信号为-50℃，或实际反馈温度为1070℃时我们就认为温度偏差信号为20℃。

所述控制信号包括温度置位信号、温度复位信号、温度偏差调节信号。下面对各信号进行详细解释：

1、温度置位信号，该信号用于脉冲式烧嘴控制系统中的燃气阀、空气阀打开控制。脉冲式烧嘴控制采用开关控制方法，只有两种控制，或开阀点火或关阀熄火，即打开空气阀、燃气阀烧嘴点火温度上升，或关燃气阀、空气阀烧嘴熄火温度下降。当温度置位号发出时通过驱动装置驱动点火装置，驱动空气阀、燃气阀打开，烧嘴点燃，炉窑温度上升。

2、温度复位信号，当温度复位信号发出时燃气阀关闭、空气阀关闭烧嘴，烧嘴熄灭，炉窑温度下降。

3、温度偏差调节信号，按照一定温度偏差控制范围进行燃气阀、空气开断的控制信号。

在工业燃气炉窑脉冲式温度控制系统中在调好空燃比之后，对空气阀、燃气阀采用开断式的控制方法进行炉温的控制，即当温度需上升时通过控制系统打开点火装置，空气阀打开、燃气阀打开，烧嘴开始点燃，当燃气点燃之后，点火装置动作关闭。当温度需下降时燃气阀切断、空气阀切断，烧嘴开始熄灭。通过控制空气阀、燃气阀开闭的频率或时间控制把温度控制在一定精度范围内。