辊底式热处理炉的高精度高可靠炉温控制系统和方法

摘要

本发明公开一种辊底式热处理炉的高精度高可靠炉温控制系统及其方法。炉温控制系统包括11个燃烧控制区构成的炉膛、PLC下位机和工控上位机，炉膛的各燃烧控制区按需配置16或8只烧嘴、4支热电偶。热电偶基于“二乘二取二”祘法、上传经中位均值滤波处理的温度测量值，具有可维护、高可靠的优点；烧嘴的燃/空流量控制中，设计增设快速响应补偿环节的双交叉限幅法，不仅消除了缺/过氧燃烧，而且提升了双交叉限幅法的动态响应指标；立足热处理工艺，炉膛温度控制应用分区控制策略：第1～4、5～11燃烧控制区的炉膛温度分别采用PID和预测控制，兼顾控制计祘量的基础上提高了温控精度；炉膛温度控制与燃/空气流量控制则构成一种特殊的串级控制。

主权项

一种辊底式热处理炉的高精度高可靠炉温控制系统，其特征在于包括PLC下位机（310）、工控上位机（300），以及11个燃烧控制区构成的炉膛；第1燃烧控制区配置16只一组的烧嘴、炉膛的左右侧各8只均匀排列，配置4支热电偶：第一热电偶（111）与第二热电偶（112）封装在1个保护套内、安装在第1燃烧控制区中部的左侧，第三热电偶（121）与第四热电偶（122）封装在另1个保护套内、安装在第1燃烧控制区中部的右侧，第1燃烧控制区的热电偶对应第1燃烧控制区的烧嘴，第1燃烧控制区设定的工艺温度区间为680±30℃；第2燃烧控制区与第1燃烧控制区相同，第2燃烧控制区设定的工艺温度区间为780±10℃，配置4支热电偶：第五热电偶（211）、第六热电偶（212）、第七热电偶（221）和第八热电偶（222），且与第2燃烧控制区的16只烧嘴对应；第3～11燃烧控制区的每区配置8只一组的烧嘴、炉膛的左右侧各4只均匀排列，配置4支热电偶，热电偶的安装方式与第1燃烧控制区相同，第3燃烧控制区设定的工艺温度区间为820±5℃、第4燃烧控制区设定的工艺温度区间为835±2℃、第5～11燃烧控制区设定的工艺温度区间为835±1℃；所有热电偶附设断线检测报警单元；燃气管上布置燃气流量计和燃气调节阀、与布置空气流量计和空气调节阀的空气管汇合，进入燃气和空气的混合气管，燃气和空气的混合气管对应11个燃烧控制区引出11条燃气和空气的混合气支管，每组烧嘴的进气口均经烧嘴控制阀接入对应的燃气和空气的混合气支管；辊底式热处理炉的控制系统采用PLC下位机（310）和工控上位机（300）的分层架构；热电偶的输出信号接入PLC的模拟量输入模块SM331‑7KF02，PLC的开关量输出模块SM322‑1BL00与烧嘴控制阀的控制端相连；燃气或空气流量计的输出信号接入PLC的模拟量输入模块SM331‑7KF02，PLC的模拟量输出模块SM332‑5HF00与燃气调节阀的控制端、空气调节阀的控制端相连。