專利名稱：氫氣燒結(jié)爐氣路自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種氫氣燒結(jié)爐氣體控制系統(tǒng)，特別涉及一種頂吹氣及底出氣的氫氣燒結(jié)爐氣路自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的氫氣燒結(jié)爐中，氫氣是通過(guò)手動(dòng)閥門頂吹進(jìn)到爐體內(nèi)，再由爐體底部經(jīng)點(diǎn)火排出爐體外，通過(guò)爐體內(nèi)的氫氣在加熱體中的元件燒結(jié)過(guò)程中即做為保護(hù)氣體同時(shí)參與燒結(jié)工藝，以往由于是用手動(dòng)控制通氫的壓力及流量，因此造成爐內(nèi)氣體含量分布不均及出口氫流量不穩(wěn)缺點(diǎn)，從而使得燒成品的合格率降低。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是要解決手動(dòng)控制通氫所帶來(lái)的爐內(nèi)壓力不均及排出氣體的流量不穩(wěn)的問(wèn)題，提供一種采用基于可編程控制器和觸摸屏的氫氣燒結(jié)爐氣路自動(dòng)控制系統(tǒng)，可使整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)一鍵控制，過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)視。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是它包括氮?dú)鈿庠磍、氫
氣氣源8和氫氣燒結(jié)爐20，在氫氣燒結(jié)爐20的抽真空口 2005接有粗抽閥16和機(jī)械泵15，在氫氣燒結(jié)爐20的放氣口 2004接有放氣閥11，其特殊之處是氮?dú)鈿庠?的出口和氫氣燒結(jié)爐20的進(jìn)氣口 2001之間串接有氮?dú)鈧鞲衅?、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥3，在氫氣氣源8的出口和氫氣燒結(jié)爐20的進(jìn)氣口 2001之間串接有氫氣傳感器7、慢速氫氣進(jìn)氣閥9、壓力調(diào)節(jié)閥5，在氫氣氣源8的出口位于氫氣傳感器7之后和氫氣燒結(jié)爐20的進(jìn)氣口 2001之間還接有快速氫氣進(jìn)氣閥4，在氫氣燒結(jié)爐20的測(cè)量口 2002和慢速氫氣進(jìn)氣閥9的進(jìn)氣口之間串接有壓力傳感器6、壓力控制儀表10，在氫氣燒結(jié)爐20的出氣口 2003串接有氧含量檢測(cè)儀12、流量調(diào)節(jié)閥14、出氣閥21和點(diǎn)火裝置22，在氫氣燒結(jié)爐20的出氣口2003和出氣閥21的進(jìn)氣口之間還接有流量傳感器18、流量控制儀表17，所述的氮?dú)鈧鞲衅?、氫氣傳感器7分別與可編程控制器13的輸入端連接，壓力傳感器6、流量傳感器18的輸出端分別經(jīng)過(guò)壓力控制儀表10、流量控制儀表17與可編程控制器13的輸入端連接，可編程控制器13的輸出端分別與快速氫氣進(jìn)氣閥3、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥4連接及分別經(jīng)過(guò)壓力控制儀表10、流量控制儀表17與壓力調(diào)節(jié)閥5、流量調(diào)節(jié)閥14連接，所述的可編程控制器13分別與工控機(jī)24和觸摸屏23連接，在工控機(jī)25和觸摸屏23上可顯示控制系統(tǒng)模擬圖、實(shí)時(shí)工藝及保存歷史數(shù)據(jù)，在觸摸屏23上設(shè)有手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)控制模式選擇窗口。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可使整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)一鍵控制，過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)視，并在工藝異常時(shí)通過(guò)另接的聲光報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。工作模式可方便切換，l人l機(jī)就可進(jìn)行工作，即提高了產(chǎn)品的合格率又降低了成本，整個(gè)工藝流程中，通過(guò)可編程控制器始終監(jiān)控氫氣源壓力，出氣口流量，調(diào)節(jié)閥根據(jù)壓力及流量傳感器傳到控制儀表輸出信號(hào)控制壓力及流量的大小。該系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，可滿足用戶的技術(shù)要求，明顯提高了生產(chǎn)效率。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型的工作流程圖。
圖中氮?dú)鈿庠磍，氮?dú)鈧鞲衅?，快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥3，快速氫氣進(jìn)氣閥4，壓力調(diào)節(jié)閥5，壓力傳感器6，氫氣傳感器7，氫氣氣源8，慢速氫氣進(jìn)氣閥9，壓力控制儀表10，放氣閥11，氧含量檢測(cè)儀12，可編程控制器13，流量調(diào)節(jié)閥14，機(jī)械泵15，粗抽閥16，流量控制儀表17，流量傳感器18，氫氣燒結(jié)爐20，進(jìn)氣口 2001，測(cè)量口 2002，出氣口 2003，放氣口 2004，抽真空口 2005，出氣閥21，點(diǎn)火裝置22，觸摸屏23，工控機(jī)24。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括括氮?dú)鈿庠?、氫氣氣源8和氫氣燒結(jié)爐20，在氫氣燒結(jié)爐的底部設(shè)有料車升降軸19，在氫氣燒結(jié)爐20的抽真空口 2005接有粗抽閥16和機(jī)械泵15，在氫氣燒結(jié)爐20的放氣口 2004接有放氣閥11，氮?dú)鈿庠?的出口和氫氣燒結(jié)爐20的進(jìn)氣口 2001之間串接有氮?dú)鈧鞲衅?、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥3，在氫氣氣源8的出口和氫氣燒結(jié)爐20的進(jìn)氣口 2001之間串接有氫氣傳感器7、慢速氫氣進(jìn)氣閥9、壓力調(diào)節(jié)閥5，在氫氣氣源8的出口位于氫氣傳感器7之后和氫氣燒結(jié)爐20的進(jìn)氣口 2001之間還接有快速氫氣進(jìn)氣閥4，在氫氣燒結(jié)爐20的測(cè)量口 2002和慢速氫氣進(jìn)氣閥9的進(jìn)氣口之間串接有壓力傳感器6、壓力控制儀表10，在氫氣燒結(jié)爐20的出氣口 2003依次接有氧含量檢測(cè)儀12、流量調(diào)節(jié)閥14、出氣閥21和點(diǎn)火裝置22，在氫氣燒結(jié)爐20的出氣口 2003和出氣閥21的進(jìn)氣口之間還接有流量傳感器18、流量控制儀表17，所述的氮?dú)鈧鞲衅?、氫氣傳感器7分別與可編程控制器13的輸入端連接，壓力傳感器6、流量傳感器18的輸出端分別經(jīng)過(guò)壓力控制儀表10、流量控制儀表17與可編程控制器13的輸入端連接，可編程控制器13的輸出端分別與快速氫氣進(jìn)氣閥3、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥4連接及分別經(jīng)過(guò)壓力控制儀表10、流量控制儀表17與壓力調(diào)節(jié)閥5、流量調(diào)節(jié)閥14連接，所述的可編程控制器13分別與工控機(jī)24和觸摸屏23連接，在工控機(jī)25和觸摸屏23上可顯示控制系統(tǒng)模擬圖、實(shí)時(shí)工藝及保存歷史數(shù)據(jù)，在觸摸屏23上設(shè)有手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)控制模式選擇開(kāi)關(guān)?？删幊炭刂破?3和觸摸屏23可裝在一個(gè)柜體內(nèi)詳細(xì)工作流程見(jiàn)圖2，整個(gè)工藝流程中，可編程控制器13始終監(jiān)控氫氣源
壓力，出氣口流量，可編程控制器13根據(jù)壓力傳感器6傳入的氫氣壓力信號(hào)輸出控制信號(hào)給壓力調(diào)節(jié)閥5;流量傳感器18將流量信號(hào)輸入至流量控制儀表17、再經(jīng)可編程控制器13輸出控制信號(hào)給流量調(diào)節(jié)閥14，控制流量的大小。通過(guò)可編程控制器13實(shí)時(shí)讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)，據(jù)此自動(dòng)判斷當(dāng)前的工作狀態(tài)，異常時(shí)可進(jìn)行聲光報(bào)警；根據(jù)設(shè)定的進(jìn)氣壓力及出氣流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，并能迅速穩(wěn)定在設(shè)定值，以自動(dòng)控制進(jìn)氣量的大小。通過(guò)較強(qiáng)的自保護(hù)功能，防止不正當(dāng)操作及設(shè)備突發(fā)故障事件。
工作時(shí)，通過(guò)觸摸屏23上手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)控制模式選擇窗口選擇工作模式，通過(guò)可編程控制器實(shí)現(xiàn)以下三種工作1、在自動(dòng)摸式下根據(jù)PLC中算法經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥5和流量調(diào)節(jié)閥14自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力和流量；2、在半自動(dòng)模式下設(shè)定壓力調(diào)節(jié)閥5和流量調(diào)節(jié)閥15開(kāi)度進(jìn)行壓力和流量調(diào)節(jié)；3、在手動(dòng)模式下根據(jù)手動(dòng)給定器給定控制輸出百分比調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥5和流量調(diào)節(jié)閥14，來(lái)控制壓力和流量。
真空通氫燒結(jié)爐頂吹充氣和底出氣體工藝流程主要按以下工藝序順完成第一步升料，啟動(dòng)升降電機(jī)，使料車升降軸19轉(zhuǎn)動(dòng)，裝爐料車上升到爐體工
作區(qū)內(nèi)自動(dòng)停升降電機(jī)。
第二步抽真空過(guò)程(冷卻水壓力滿足要求，關(guān)閉所有進(jìn)氣閥、出氣闊、放氣閥)
1) 自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械泵15，然后自動(dòng)打開(kāi)真空管道上的粗抽閥16，對(duì)爐體抽真空。
2) 當(dāng)真空度達(dá)到要求時(shí)自動(dòng)關(guān)閉真空管道上的粗抽閥16，自動(dòng)關(guān)閉機(jī)械泵15。第三步充氣過(guò)程和氣體控制(N2氣源、H2氣源壓力恒定)
1) 先快速充氣自動(dòng)打開(kāi)氮?dú)饪焖龠M(jìn)氣閥3、氫氣快速進(jìn)氣閥4，開(kāi)始向爐 內(nèi)快速充入混合氣。
2) 自動(dòng)轉(zhuǎn)入慢速充氫氣當(dāng)爐內(nèi)達(dá)到設(shè)定要求設(shè)定壓力上限時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)慢
速氫氣進(jìn)氣閥9，關(guān)閉快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥3、快速氫氣進(jìn)氣閥2，經(jīng)壓力調(diào)節(jié) 闊5向爐內(nèi)通氣。
3) 自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常通氫爐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定壓力，自動(dòng)打開(kāi)放氣閥ll (這時(shí)通 過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥5閉環(huán)控制將壓力控制在設(shè)定上下限內(nèi))，使出氣流量在控 制上下限內(nèi)(流量通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥14控制在設(shè)定范圍內(nèi))。
4) 點(diǎn)燃排出的氫氣用氧含量檢測(cè)儀12檢出的氫中氧含量低一爆炸點(diǎn)后， 自動(dòng)啟動(dòng)點(diǎn)火裝置22，點(diǎn)燃排出的氫氣。
第四歩加熱及保溫
自動(dòng)控制燒結(jié)電源，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到要求后自動(dòng)降溫到出料溫度。
第五步出料
1) 先自動(dòng)關(guān)閥所有進(jìn)氣閥、出氣閥，自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械泵15及粗抽閥16;
2) 真空在到工藝要求時(shí)自動(dòng)關(guān)閥粗抽閥16，自動(dòng)關(guān)閉機(jī)械泵15;
3) 自動(dòng)打開(kāi)放氣閥ll，空氣進(jìn)入爐內(nèi)；
4) 達(dá)到要求，自動(dòng)關(guān)放氣閥ll。
第六步出料
啟動(dòng)升降電機(jī)，將爐料降到設(shè)定位置，自動(dòng)停升降電機(jī)。
權(quán)利要求1、一種氫氣燒結(jié)爐氣路自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括氮?dú)鈿庠?1)、氫氣氣源(8)和氫氣燒結(jié)爐(20)，在氫氣燒結(jié)爐(20)的抽真空口(2005)接有粗抽閥(16)和機(jī)械泵(15)，在氫氣燒結(jié)爐(20)的放氣口(2004)接有放氣閥(11)，其特征是氮?dú)鈿庠?1)的出口和氫氣燒結(jié)爐(20)的進(jìn)氣口(2001)之間串接有氮?dú)鈧鞲衅?2)、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥(3)，在氫氣氣源(8)的出口和氫氣燒結(jié)爐(20)的進(jìn)氣口(2001)之間串接有氫氣傳感器(7)、慢速氫氣進(jìn)氣閥(9)、壓力調(diào)節(jié)閥(5)，在氫氣氣源(8)的出口位于氫氣傳感器(7)之后和氫氣燒結(jié)爐(20)的進(jìn)氣口(2001)之間還接有快速氫氣進(jìn)氣閥(4)，在氫氣燒結(jié)爐(20)的測(cè)量口(2002)和慢速氫氣進(jìn)氣閥(9)的進(jìn)氣口之間串接有壓力傳感器(6)、壓力控制儀表(10)，在氫氣燒結(jié)爐(20)的出氣口(2003)接有串接的氧含量檢測(cè)儀(12)、流量調(diào)節(jié)閥(14)、出氣閥(21)和點(diǎn)火裝置(22)，在氫氣燒結(jié)爐(20)的出氣口(2003)和出氣閥(21)的進(jìn)氣口之間還接有流量傳感器(18)、流量控制儀表(17)，所述的氫氣傳感器(2)、氮?dú)鈧鞲衅?7)分別與可編程控制器(13)的輸入端連接，壓力傳感器(6)、流量傳感器(18)的輸出端分別經(jīng)過(guò)壓力控制儀表(10)、流量控制儀表(17)與可編程控制器(13)的輸入端連接，可編程控制器(13)的輸出端分別與快速氫氣進(jìn)氣閥(3)、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥(4)連接及分別經(jīng)過(guò)壓力控制儀表(10)、流量控制儀表(17)與壓力調(diào)節(jié)閥(5)、流量調(diào)節(jié)閥(14)連接，所述的可編程控制器(13)分別與工控機(jī)(24)和觸摸屏(23)連接，在工控機(jī)(25)和觸摸屏(23)上可顯示控制系統(tǒng)模擬圖、實(shí)時(shí)工藝及保存歷史數(shù)據(jù)，在觸摸屏(23)上設(shè)有手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)控制模式選擇窗口。
專利摘要一種氫氣燒結(jié)爐氣路自動(dòng)控制系統(tǒng)，由氮?dú)鈿庠?、氫氣氣源和氫氣燒結(jié)爐，氮?dú)鈧鞲衅?、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥，氫氣傳感器、慢速氫氣進(jìn)氣閥、壓力調(diào)節(jié)閥以及快速氫氣進(jìn)氣閥，壓力傳感器、壓力控制儀表，氧含量檢測(cè)儀、流量調(diào)節(jié)閥、出氣閥和點(diǎn)火裝置，流量傳感器、流量控制儀表，氮?dú)鈧鞲衅?、氫氣傳感器、壓力傳感器、流量傳感器分別與可編程控制器的輸入端連接，可編程控制器的輸出端分別與快速氫氣進(jìn)氣閥、快速氮?dú)膺M(jìn)氣閥、壓力調(diào)節(jié)閥和流量調(diào)節(jié)閥連接，可編程控制器還與工控機(jī)和觸摸屏連接，在觸摸屏上設(shè)有手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)控制模式選擇窗口。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可使整個(gè)工藝實(shí)現(xiàn)一鍵控制，過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)視。
文檔編號(hào)F27D19/00GK201311197SQ200820219020
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者夏郁秋 申請(qǐng)人:錦州航星真空設(shè)備有限公司