步進式加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)

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1、山西冶金118SHANXIMETALLURGYNo．2。20O9文章l編號：1672_l152(20o9)O2-oo24-03步進式加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)王臘梅(酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司，甘肅嘉峪關735100)摘要：介紹了板坯加熱爐溫度自動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，詳細闡述了兩級計算機系統(tǒng)的配置和自動控制功能。系統(tǒng)已應用于生產(chǎn)現(xiàn)場，取得了良好的經(jīng)濟效益。關鍵詞：步進式加熱爐溫度控制系統(tǒng)’中圖分類號：TG307文獻標識碼：A收稿日期：2o09一O2一l2隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對鋼材需求量的日益增計7個燃燒控制區(qū)：預熱區(qū)、上加熱

2、區(qū)、下加熱區(qū)、左上加，加熱爐在現(xiàn)代熱軋廠中發(fā)揮著越來越重要的作均熱段、右匕均熱段、左下均熱段、右下均熱段。用。在連續(xù)式加熱技術中，步進式加熱爐由于其出鋼2．1一級控制系統(tǒng)的主要功能板坯溫度均勻，已被廣泛采用。酒泉鋼鐵(集團)有為了實現(xiàn)加熱爐溫度控制目的，加熱爐一級控限責任公司(以下簡稱酒鋼)爐卷工程技術改造項制系統(tǒng)的主要控制功能：爐溫控制、助燃風機控制、目：板坯加熱爐采用步進式連續(xù)加熱爐(以下簡稱爐壓控制、熱空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(放散風系統(tǒng))、換熱器加熱爐)。其由重慶塞迪工業(yè)爐有限公司設計，作用保護系統(tǒng)(稀釋風系統(tǒng))。是以與軋機相匹配的

3、速度把鋼坯加熱到目標出爐溫(1)爐溫控制。爐溫控制采用雙交叉限幅燃燒度后，送往軋機進行軋制。加熱爐的主要技術指標為控制系統(tǒng)。雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)構成的基礎是加熱溫度，而加熱溫度是否均勻，直接影響生產(chǎn)的正爐溫與燃料流量和空氣流量構成并列串級控制系常運行。采用二級計算機優(yōu)化控制系統(tǒng)可以對板坯統(tǒng)，然后在空氣流量調(diào)節(jié)回路和燃料流量調(diào)節(jié)回路溫度進行預測，實現(xiàn)溫度控制的均勻性，最終提高產(chǎn)中各自設有一個高值選擇器和低值選擇器及一些運品的質(zhì)量。算單元【¨。雙交叉限幅控制見圖l。1步進式加熱爐溫度自動控制方案加熱爐溫度控制系統(tǒng)由一級基礎控制和二

4、級模型運算兩部分組成。一級基礎控制由PLC完成；二級模型運算通過二級服務器完成。一級基礎控制系統(tǒng)將當前與加熱爐控制有關的重要參數(shù)送給加熱爐二級。如，爐內(nèi)各個燃燒區(qū)段的溫度、煤氣壓力、溫度、流量、空氣的溫度等。二級模型運算系統(tǒng)根據(jù)一級傳上來的實時數(shù)據(jù)，按照一定的模型進行運算，并得出當前加熱爐各個區(qū)段的溫度的最佳加熱目標，并將目標值回傳給一級基礎控制系統(tǒng)。一級系統(tǒng)根據(jù)二級傳來的設定值，對各個區(qū)段的具體加熱控制進行調(diào)整，以達到二級給定的設定值。2步進式板坯溫度自動控制系統(tǒng)助燃空氣混合煤氣加熱爐溫度控制一般分為預熱段、加熱段和均熱圖1雙

5、交叉限幅控制段三個燃燒控制段。根據(jù)工藝控制要求，酒鋼加熱爐設(2)風機控制。風機控制系統(tǒng)的輸入信號為熱風壓力，其通過一個PID控制器來調(diào)節(jié)助燃風機出作者簡介：王臘梅(1972一)女，酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司碳鋼薄板廠工程師。Tel：0937—6713531，E—mail：口冷風總管上的壓力調(diào)節(jié)閥，控制熱風管內(nèi)的壓力w蚰d啪eiiumg．c0m與設定壓力一致。壓力檢測裝置用壓力變送器，來檢2o09年第2期王臘梅：步進式加熱爐溫度控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)測實際的熱風壓力，實際熱風壓力反饋到控制系統(tǒng)(4)必要的在爐時間計算。當進行爐溫設

6、定值進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。計算時，僅靠改變加熱爐各段的溫度仍然不能達到(3)爐壓控制。爐壓控制是通過在均熱段進行目標溫度的要求時，就只有修改板坯的在爐時間，控取壓，控制由在煙道換熱器后的煙道閘板的開口度制板坯的出爐節(jié)奏。來實現(xiàn)。爐壓控制系統(tǒng)的輸入值為爐膛壓力設定值，(5)出爐溫度控制。通過對加熱爐各段爐溫的通過壓力PID控制器進行控制。PID控制器的輸出設定及板坯在爐內(nèi)停留時間的調(diào)整，控制板坯在加值為煙道閘板的開度，通過壓力變送器檢測實際的熱爐每段末端的溫度，最終實現(xiàn)準確控制出爐溫度爐壓，并把此信號反饋到控制系統(tǒng)進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。當和均勻度

7、的目的。爐壓發(fā)生變化時，PID連續(xù)控制。(6)停爐處理。由于某種原因要求加熱爐停止(4)熱風放散控制。用一個PID控制器控制熱出鋼時，操作人員輸入停止開始時間和停止結束時風放散閥的開度。當檢測到的實際熱風溫度低于設間，計算機自動決定停爐期間的加熱爐各段的溫度定的溫度值時，加熱爐處于正常工作狀態(tài)，此時熱風模式，以便既能節(jié)省燃料又能保證在停爐結束時進放散閥處于全關閉狀態(tài)；當熱風溫度高于設定值時，行正常生產(chǎn)。系統(tǒng)自動進入調(diào)節(jié)放散狀態(tài)，熱風放散閥自動打開，(7)自學習。根據(jù)數(shù)學模型的計算值和實際值PID連續(xù)控制，保持熱風溫度穩(wěn)定。進行比

8、較，可對軋制節(jié)奏時間、預計的下一塊板坯的(5)煙道溫度控制。設計采用稀釋風控制方案出爐時間及必要的板坯在爐時間等進行自學習。來實現(xiàn)此功能，在換熱器的入口設置熱電偶對溫度3溫度自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)進行測量，用一個PID溫度控制器控制摻冷風閥的酒鋼加熱爐整個控制系統(tǒng)的