今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
孟波 馬凈
萊鋼軋鋼廠中小型車間加熱爐為步進爐，用來對連鑄坯進行加熱。使用燃料為高爐和焦爐混合煤氣，鋼坯需要經五段加熱區加熱到適當溫度后出爐。加熱爐燃燒介質各參數的穩定運行非常重要，它直接影響到燒坯的質量,并涉及著安全生產等重大問題。在生產過程中對加熱爐爐壓和溫度的穩定有嚴格的要求，比如燃氣的流量和溫度等等。要想實現這些參數的穩定，并且達到較好地配比有不同的方法可以實現。爐區儀控的熱工檢測控制量共573點，其中模擬量輸入98點，模擬量輸出24點，開關量輸入261點，開關量輸出190點。調節回路16套，分別對加熱爐的煤氣、空氣的流量、壓力，爐內溫度，換熱器的保護等進行控制。
隨著微電子技術的發展，PLC產品在其功能和性能指標上都大大地豐富和完善，因此，筆者就應用PLC的一些特殊功能模塊和一些普通的I/O模塊對加熱爐的各個參數進行自動控制，包括前面提到的各種參數，以及通過PLC和變頻器的通訊實現對變頻器輸出頻率的控制。
1 系統構成
本系統上選用一臺上位機MASTER VIEW,一臺監控站Operate Station520配以ABB ADVANT BUILD軟件包，PLC部分選用ABB MASTER PIECE200/1，它具有成本低、運行可靠、功能較強的特點。本系統大致可以分為三個部分；系統構成框圖如圖所示：① 儀控系統以及PID調節部分，② 雙交叉限幅燃燒系統，③ PLC和變頻器的通訊部分。系統構成框圖如圖1所示。
2 儀控系統組成及控制功能
現儀控系統16套自動調節回路中，均采用PID調節，操作方式分為自動、手動方式，執行機構有14套電動方式，2套液動方式。操作站實行對爐子的狀態監控、意外事件報警等功能。
(1) 儀控系統的檢測
入爐煤氣、空氣的流量檢測由管路孔板檢測差壓，經差壓變送器轉換成標準信號（4~20mA）進PLC。入爐煤氣、空氣的壓力從管路取壓口取壓與大氣壓力比較所得差壓信號，經差壓變送器轉換成標準信號進PLC。爐子的爐溫（S型）、換熱器處溫度（K型）由熱電偶檢測進PLC。所有信號經PLC分別計算轉換后，參與控制，并可在操作站顯示。
圖1 系統配置圖
(2) 加熱爐壓力控制
為保證助燃空氣與煤氣壓力保持穩定，使爐內燃燒順利進行，煤氣和空氣的壓力必須進行控制。加熱爐爐內壓力過高，過低都不恰當，過高會使爐門噴火并損傷爐子設備，過低會使加熱爐吸入冷空氣，影響加熱爐燃燒質量及效果，爐內壓力的控制也很重要。
① 助燃空氣壓力控制
助燃空氣壓力的大小，是保證噴嘴正常工作的重要條件。助燃空氣壓力調節是PID調節。如果設定值與反饋值存在偏差，PID調節開始進行，盡可能在短時間內使偏差最小。當反饋值大于設定值，經PID運算后向閥門輸出控制信號，使閥門關小，于是壓力下降，當反饋值小于設定值，經PID運算向閥門輸出信號，使閥門開大，壓力升高。
② 煤氣壓力控制
煤氣壓力控制閥主要起安全保護作用，煤氣和空氣若是出現低壓，將會出現事故。所以在煤氣和空氣主管道上，分別裝有兩個低壓開關，在換熱器前后也各裝有一個。任意一個低壓開關動作，將會使煤氣主關斷閥都會自動關閉，停爐，保護加熱爐。
③ 加熱爐爐內壓力控制
爐內壓力一般要求保持微正壓控制。爐壓滯后大，時間常數小，因此采用前饋-負反饋調節。系統調節方塊圖如圖2所示。
(3) 換熱器保護
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號