[0077]最后，本系統(tǒng)采用了“雙系統(tǒng)冗余備份”技術(shù)，有效的提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，其中，“雙系統(tǒng)冗余備份”技術(shù)是指原始PLC燃燒控制系統(tǒng)與智能精確控制系統(tǒng)的相互備份技術(shù)。該技術(shù)是針對工業(yè)化大生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性要求而設(shè)計，原始PLC系統(tǒng)與智能精確系統(tǒng)之間可因故障自動切換或手動切換，以保障生產(chǎn)線的不間斷運行。
[0078]此外，本系統(tǒng)的輸入信號的接駁有兩種方式:
[0079]一、現(xiàn)場儀表采集:將原系統(tǒng)現(xiàn)場I/O柜內(nèi)所需的各類儀表信號接入一分二信號隔離柵，其中一路輸出至原系統(tǒng)，另外一路接至“IBCS智能精確燃燒系統(tǒng)”。信號連接過程中會預(yù)先做好線路橋接工作，避免發(fā)生信號中斷，此方式可保障系統(tǒng)接入過程中生產(chǎn)的照常進(jìn)行。
[0080]二、網(wǎng)絡(luò)通訊采集:從原系統(tǒng)中讀取現(xiàn)場各類儀表信號，通訊的方式可根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及剩余的端口形式來確定，主要包括MPI和以太網(wǎng)形式等。
[0081]通過上述兩種方式中的任意一種都可在兩系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)信號同步。其中第二種方式更為方便快捷，避免現(xiàn)場硬接線的繁瑣操作及使用過程中的維護(hù)，但該方式要求用戶方提供一定的技術(shù)配合。
[0082]本系統(tǒng)的輸出信號主要是通過流量調(diào)節(jié)閥控制信號可通過固態(tài)繼電器進(jìn)行切換。繼電器的公共觸點端接至現(xiàn)場流量調(diào)節(jié)閥，常閉端接至原系統(tǒng)控制輸出端，常開端接至本系統(tǒng)輸出端。在本系統(tǒng)未接管狀態(tài)下，繼電器處于釋放狀態(tài)，原系統(tǒng)通過繼電器的常閉觸點對流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，“IBCS智能精確燃燒系統(tǒng)”的輸出信號在繼電器的常開觸點處懸空；本系統(tǒng)接管后，繼電器吸合，“IBCS智能精確燃燒系統(tǒng)”通過繼電器的常開觸點對流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，原系統(tǒng)的輸出信號在繼電器常開觸點處懸空。
[0083]兩系統(tǒng)之間的切換方式靈活可靠，可對單段的上、下分別切換，即對于三段加熱爐可分為六組進(jìn)行切換，切換時同時切換該組的燃?xì)忾y和空氣閥。在調(diào)試過程中可單段接管，方便參數(shù)的調(diào)整。在自動運行時可一鍵全部接管，接管時各組間隔20S分別進(jìn)行接管，避免集中接管對爐壓產(chǎn)生沖擊。同時為避免接管時對閥門產(chǎn)生沖擊，系統(tǒng)設(shè)有平滑接管，接管前讀取當(dāng)前閥門開度，強制系統(tǒng)輸出當(dāng)前值，保障接管過程中不會對閥門產(chǎn)生沖擊，接管完成后系統(tǒng)再開始平穩(wěn)調(diào)節(jié)。
[0084]繼電器的切換控制可在本系統(tǒng)的客戶機操作界面進(jìn)行，同時提供外控接點，方便在原系統(tǒng)中對本系統(tǒng)的接入和退出進(jìn)行切換。
[0085]此外，在具體工程應(yīng)用時，本系統(tǒng)中還可以增設(shè)氣氛分析儀，其中，高溫氣氛分析儀工作原理:為了實現(xiàn)對高溫氣氛中氧電勢的跟蹤，我們在爐膛內(nèi)設(shè)立一個或多個帶電粒子移動狀況探測區(qū)，在探測區(qū)域內(nèi)置入高溫氣氛分析儀，對高溫環(huán)境下的燃燒氣氛實時監(jiān)測，并將帶電粒子移動速率以電勢變化量的形式向中控系統(tǒng)發(fā)送。
[0086]爐內(nèi)氣氛的氧含量與輸出電勢的對應(yīng)規(guī)律，但當(dāng)溫度也作為變量時，該電勢將不能作為代表殘氧量的基準(zhǔn)電勢，依據(jù)國外鋼鐵行業(yè)的控制經(jīng)驗，通過實際的實驗數(shù)據(jù)，“IBCS智能精確燃燒系統(tǒng)”將該電勢與溫度的對應(yīng)邏輯進(jìn)行了二次運算處理，使在任何溫度下，均可將爐內(nèi)的“真實”的殘氧值與電勢之間形成對應(yīng)關(guān)系，這樣，該信號方可與溫度信號、壓力信號一起作為計算機系統(tǒng)進(jìn)行分析的依據(jù)，從而實現(xiàn)了對爐內(nèi)氣氛狀況的實施監(jiān)管和控制。
[0087]加熱爐內(nèi)氣氛分析儀特點:
[0088]1、可將氣氛變化與電勢形成初步對應(yīng)關(guān)系；
[0089]2、可實時(在線)發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0090]3、采用過渡金屬作為媒介，適應(yīng)高溫600°C -1700°C ；
[0091]4、使用壽命長，一般為兩年左右，不需要頻繁維護(hù)。
[0092]具體的，本系統(tǒng)的過程控制如下:
[0093]本控制系統(tǒng)屬于一級控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有手動控制及自動控制兩種工作模式。手動控制是基于原有手動控制方式基礎(chǔ)上，在自動、手動之間相互切換，不改變原有手動控制功能，在這里不再介紹。
[0094]自動控制系統(tǒng)是在燃燒啟動成功，燃燒室進(jìn)入正常燃燒狀態(tài)后，多路探測區(qū)里的傳感器即進(jìn)入實際數(shù)據(jù)采集狀態(tài)，并同時將爐內(nèi)氣氛變化情況轉(zhuǎn)化為AU1_AU3、ΛΤ1-ΛΤ9、ΔΡ1-ΛΡ2，然后發(fā)送至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，按照預(yù)置的算法程序，“IBCS智能精確燃燒系統(tǒng)”對傳人的信號進(jìn)行運算處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，最終加載到驅(qū)動設(shè)備(角度控制設(shè)備、變頻控制設(shè)備、步進(jìn)控制設(shè)備)，實現(xiàn)對隨動機構(gòu)的控制。隨動設(shè)備響應(yīng)后，爐內(nèi)的空燃此隨之被修正，修正的結(jié)果，將再次被傳回到控制系統(tǒng)中進(jìn)行分析判斷，用于進(jìn)一步修正爐內(nèi)氣氛，完成氣氛的全閉環(huán)控制。
[0095]綜上所述，根據(jù)以上的技術(shù)方案，并且將本系統(tǒng)與現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行對此試驗證實，本系統(tǒng)控制下的窯爐以殘氧量I % -2 %的精確燃燒方式燒制鋼坯和使用原始PLC控制方式燒制鋼坯，具有以下顯著效果:
[0096]1、減少鋼坯在燒制過程中的氧化燒損，氧化燒損較應(yīng)用前減少1.4% —4.1%。，即，每燒制I千噸鋼材減少燒損1.4-4.1噸(不同的品種氧化燒損不同)；
[0097]2、降低加熱窯爐的整體能耗?？?cè)剂舷妮^應(yīng)用前降低3.7%，若按照噸鋼耗氣200m3/t計算，約合噸鋼耗氣減少7.4m3/t ；
[0098]3、縮小爐窯內(nèi)溫度波動幅度。爐窯內(nèi)的溫度波動幅度僅在±7°C左右，較應(yīng)用前的±20°C的波動幅度有明顯的改善，使?fàn)t內(nèi)溫度曲線更平穩(wěn)，溫度分布更均勻；
[0099]4、減少脫碳。通過對燒制的鋼材表面進(jìn)行高倍檢驗，結(jié)果表明，鋼材的脫碳較應(yīng)用前得到有效改善；
[0100]5、增加環(huán)保。由于精確控制后所形成的爐內(nèi)氣氛中殘氧量僅為2%，已打破NOx生成的基本條件，必將大幅減少NOx排放；
[0101]本系統(tǒng)可對窯爐內(nèi)各個區(qū)域的燃燒氣氛實時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果自動調(diào)整燃燒模式，使窯爐持續(xù)在“最優(yōu)燃燒狀態(tài)”下燃燒，從根本上杜絕“欠氧燃燒”和“富氧燃燒”兩種狀況的發(fā)生，從而有效減少氧化燒損和降低煤氣消耗，同時也可大幅度減少有害氣體NOx的產(chǎn)生和排放；本系統(tǒng)的控制能力足以應(yīng)對多變的現(xiàn)場因素，“智能精確系統(tǒng)控制”將完全取代“人工控制”，有效的杜絕了人為因素所致的對窯爐內(nèi)燃燒氣氛控制的隨意性和不確定性，使燃燒氣氛更加均勻、平穩(wěn)，在工藝調(diào)整或調(diào)試方面更加具有可操作性，有效的提高了本系統(tǒng)的實用性，有利于市場的推廣與應(yīng)用。
[0102]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能精確燃燒控制裝置，包括設(shè)置的與加熱爐相匹配的加熱爐原控制柜(12)、執(zhí)行裝置(11)和檢測裝置(13)，其特征在于，所述執(zhí)行裝置(11)和加熱爐原控制柜(12)均通過切換裝置(10)與中央控制系統(tǒng)⑴相連接，所述中央控制系統(tǒng)⑴包括中央控制器(2)，所述中央控制器(2)通過操作盤(3)連接有遠(yuǎn)程控制器(4)和/或上位機(5)，并且所述中央控制器(2)控制連接有燃燒平衡處理裝置(6)、安全切換保障裝置(9)和信號交叉反饋裝置(8)，所述燃燒平衡處理裝置(6)通過執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動裝置(7)與所述執(zhí)行裝置(11)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能精確燃燒控制裝置，其特征在于，所述檢測裝置(13)包括溫度傳感器(14)、壓力傳感器(15)、氧電勢傳感器(16)以及流量傳感器(17)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能精確燃燒控制裝置，包括設(shè)置的與加熱爐相匹配的加熱爐原控制柜、執(zhí)行裝置和檢測裝置，執(zhí)行裝置和加熱爐原控制柜均通過切換裝置與中央控制系統(tǒng)相連接，中央控制系統(tǒng)包括中央控制器，中央控制器通過操作盤連接有遠(yuǎn)程控制器和上位機，并且中央控制器控制連接有燃燒平衡處理裝置、安全切換保障裝置和信號交叉反饋裝置，燃燒平衡處理裝置通過執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動裝置與執(zhí)行裝置相連接。本實用新型的有益效果為：可對窯爐內(nèi)各個區(qū)域的燃燒氣氛實時監(jiān)測，從根本上杜絕“欠氧燃燒”和“富氧燃燒”兩種狀況的發(fā)生，從而有效減少氧化燒損和降低煤氣消耗，同時也可大幅度減少有害氣體NOx的產(chǎn)生和排放，有利于市場的推廣與應(yīng)用。
【IPC分類】F27D19/00
【公開號】CN204665950
【申請?zhí)枴緾N201520142047
【發(fā)明人】劉智深, 丁智學(xué)
【申請人】北京冠科環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年3月13日