步进式加热炉加热质量控制系统的设计
步进梁式加热炉计算机网络控制系统的设计
作者简介 ： 盂海龙 （９ ７ ， ， １６ 一）男 内蒙古包头市人 ， 济钢设计 院高级工 程师 ， 工程 硕士 ， 主要从 事钢铁 企业供 配电和设备
控制的设计工作 ．
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山 东
讯及 工 业 电视 系统 。
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第 ２ 第 ２期 ０卷
２０ ０ ６年 ６月
山
东
轻
工
业
学
院
学
报
Ｖ １２ ｏ． ０ ．０ Ｎ ２ Ｊ ｎ． Ｏ ６ ｕ ２Ｏ
Ｊ Ａ Ｆ Ｓ Ａ Ｄ Ｎ ＳＹ ｌｌ Ｆ ＬＧ Ｔ Ｄ Ｓ Ｒ ０ Ｌ Ｏ Ｈ Ｎ Ｏ Ｇ Ｉ Ｉ Ｉ Ｅ Ｏ Ｉ Ｈ Ｕ ｒ ＿ Ｎ Ｙ Ｙ
步进 梁式加热炉 计算机 网络控制 系统 的设计
孟 海 龙 高 忠升 ． （． １ 济钢 设计 院 ， 山东 济南 ２０ ０ ； ． 钢集 团 总公 司 生产部 ， ５ １１２ 济 山东 济南 ２ ００ ） ５ ｌ １
摘要 ： 介绍一种基于ＰＣ Ｉ 组成的济钢步进梁式加热炉计算机网络自 ． ， 动监控控制系统， 主要阐述系统的
轻
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第２ ｏ卷
１２ 装备 及控 制水 平 ． 根 据工 艺要 求 ， 合 中厚 板厂 现有 加热 炉 的控制 水平 现状 ， 结 自动化 仪表 系统 的设 计 吸取 国 内外 大型加 热炉 成 功 的先进 控制 策略 ， 现最佳 化燃 烧 控制 ， 用先进 、 用 的技术 装备 ， 到 实 采 实 达
以下 目标 ： １在 规定 时 间 内把 钢坯 加热 到 出炉 温度 。 （ ） 化 的加 热 曲线设 定 ， 出炉 钢坯 温 （） ２优 使 度均 匀 。（ ） 态 自动调 整空 燃 比设定 和 双交 叉 限 幅控 制 、 合 各段 加 权 氧 量 校 正 ， ３动 配 使燃 烧 充 分 ， 效节 能 。（ ） 高 ４ 自学 习等炉 压控 制方 式 ， 防止 钢 坯过 度 氧 化 ， 少烧 损 。（ ） 各 种 故 障状 减 ５在 态 自动完 成能 ．
步进式加热炉温度控制系统的设计与应用
步进式加热炉温度控制系统的设计与应用摘要随着世界能源危机的日益加深和现代化工业生产对钢材需求量的日益增加，在钢铁产业中如何节能成了人们越来越关注的问题。
在轧钢生产线上，步进式加热炉是最重要设备之一，传统加热炉燃烧过程中不仅能耗高，而且温度控制精度差。
本文针对加热炉普遍存在的问题，给出了系统的解决方案。
关键词步进式加热炉；温度控制；设计；应用中图分类号tf7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）47-0110-02目前，钢铁已被广泛应用于机械、航空航天、国防等各个领域，它是每个国家国民经济的基础原料，在国民经济发展中占有相当重要的地位。
另外，随着世界能源的日益消耗，人们对节能的日益关注，而加热炉的耗能占钢铁工业耗能的近1/4，是钢铁产业的耗能大户[1]。
自70年代以来，各个钢铁企业为了节省能耗，都不断致力于加热炉的节能控制的研究，以便在保证钢铁质量的同时，降低能耗，提高加热炉的效率。
传统的加热炉都是采用pid系统根据炉温偏差及煤气、空气实际流量来控制，但是由于煤气热值突然改变时，炉温变化比较慢，再加上步进式加热炉非线性、、大惯性、强耦合、大滞后等特点，采用pid控制方式效果就会较差。
因此为了使加热炉燃烧过程普遍存在的温度控制精度差、钢坯温度波动严重、能耗高等问题得到有效解决，我们需要针对步进式加热炉设计新的温度控制系统，以提高能源的利用率。
1 步进式加热炉的结构目前国内钢铁企业大多采用步进式加热炉，它的主要作用是通过结构上独立的上下运动和前后运动的移动粱和固定粱的反复上升、前进、下降的过程将钢坯一块一块加热后托出放置在炉子出料侧的辊道上，然后用辊道送往轧机进行轧制。
步进式加热炉自装料端至出料端可以分为预热、加热和均热三段。
为了提高炉内的传热效果，在加热段和均热段之间设有压下炉顶，在加热段、均热段的侧面炉墙的下部还有烧嘴，这样可以实现全部辐射。
坯料进入到加热炉后，首先要经过预热段进行缓慢的升温，然后再进入加热段进行加热使钢坯的平均温度达到轧制温度，最后进入到均热段进行均热，使钢坯内外温度趋于一致。
步进式加热炉自动控制系统的设计
步进炉自动控制系统的设计摘要:目前，工业控制自动化技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。
通过步进梁式加热炉系统的设计，体现了当今自动化技术的发展方向。
同时介绍了软件设计思想、脉冲燃烧控制技术的特点及其在该系统中的应用。
1导言加热炉是轧钢行业必备的热处理设备。
随着工业自动化技术的不断发展，现代轧机应配备大型化、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应满足高产、优质、低耗、节能、无污染和生产操作自动化的工艺要求，以提高产品质量，增强市场竞争力。
中国轧钢行业的加热炉有两种:推钢炉和步进梁式炉。
然而，推钢炉长度短，产量低，烧损高。
操作不当会导致生产出现问题，难以实现管理自动化。
由于推钢炉有不可克服的缺点，步进梁炉依靠一种特殊的步进机构，使钢管在炉内做直角运动，钢管之间留有间隙，钢管与步进梁之间没有摩擦。
出炉的钢管通过提升装置卸出，完全消除了滑痕。
钢管加热段温差小，加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活。
其生产符合高产、优质、低耗、节能的特点。
全连续全自动步进梁式加热炉。
这种生产线具有以下特点: ①生产能耗大大降低。
②产量大幅增加。
③生产自动化水平很高。
原加热炉的控制系统多为单回路仪表和继电器逻辑控制系统，传动系统多为模拟量控制的电源装置。
现在加热炉的控制系统都是PLC或者DCS系统，大部分还有二级过程控制系统和三级生产管理系统。
传输系统都是数字DC或交流电源设备。
本项目是某钢铁集团新建的φ180小直径无缝连续钢管生产线热处理线上的一台步进梁式加热炉。
2流程描述该系统的工艺流程图如图1所示。
图1步进梁式加热炉工艺流程图淬火炉和回火炉都是步进梁式加热炉。
装载方式:侧进侧出；炉布:单排。
活动梁和固定梁由耐热铸钢制成，顶面有齿形面，钢管直径小于141.3毫米，每个齿槽内放置一根钢管。
每隔一颗牙放一根直径153.7mm的钢管。
活动横梁升降180mm，上下90mm，节距190mm，间隔145mm。
因此，每走一步，钢管都可以旋转一个角度，使钢管受热均匀，防止炉内弯曲变形。
步进式加热炉自动控制演示系统设计
为 了更好地 帮助 自动化专业 学生对现场控 制系统结构有
更 清 晰 的 认 识 ，利 用 学 习 过 的 工 业 现 场 的 有 关 知 识 来 解 决 实
３模 型 控 制 系统 设 计
炉温和步进 梁控制是加热 炉的控制核心 问题 。为 了保证
钢 坯 在 加 热 炉 内 的 顺 利 传 递 ，满 足 对 轧 钢 机 的供 应 量 ，本 次 采 用 西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ完 成 对 下 位 加 热 炉 模 拟 装置 的 控 制 ，并 通 过 Ｍ Ｃ Ｇ Ｓ实 现对 模 型 的 上位 监 测 。 ３ ． １下 位 控 制 系 统 根 据 模 拟 装 置 控 制 点 的要 求 ，本 次 控 制 系 统 选 用 西 门 子 Ｐ Ｌ Ｃ中 Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ４控 制 器 和 Ｅ Ｍ ２ ３ ５模 拟 量 模 块 。 由 于 Ｃ Ｐ Ｕ ２ ２ ４控
摘 要 本 系统 以棒 材厂 加 热 炉控 制现 场 为背 景 ，设 计并 制作 完
成 与 实际相 结合 的 步进 式加 热炉 演示 系统 。 下位部 分采 用 西 门子
Ｐ Ｌ Ｃ来控 制 实现加 热炉 的动 作；利用 ＭＣ Ｇ Ｓ完成上 位在 线 演示 。
该 系统 为培 养 学生 实践和 创新 能 力提供 了 良好 的平 台 。
际 问题 …，本 次设计 以八钢 棒材厂加热炉 为背景，开发完成
了与 生 产 实 际紧 密 结 合 的步 进 式 加 热 炉 实 验 演 示 系 统 。学 生 不 仅 可 以更 好 地 了解封 闭加 热 炉 内部 结 构 ，还 可 以演 示加 热炉 内部 工 作情 况 。这 对 于 学生 建 立对 加 热 炉 及 复杂 工 业 生 产 过程 的 认 识 ， 自主 实 现 模拟 工 业 过 程 中检 测 和 控 制技 术 ，综 合 掌握 所 学 知 识 ， 提 高 学 生 工 程 实 践 和 创 新 能 力 具 有 很 好 的帮 制是棒材 加工过程 中的关键 步骤 。根据控制工艺， 只有对加 热炉 的燃烧 温度 以及进 出钢 顺序进行控 制 ，才能保
加热炉过程自动控制系统设计
行； 之， 反 当降 负 荷 时 ， 由于 信 号 Ａ急 减 ， 置 ａ 和 ａ 分 别 给 ｆｃ 。 偏 ３ ２ ： 和 ｆ
＾
Ｆ ｃ的给定值一个减 量 ， ａ 信号 Ｃ和 Ｄ使 Ｆｃ和 １ ｃ的给定值既受到 ｆ Ｆ ａ
流行的网络教学课件的一个基础模式 ． 包括授课老 师的视频、 频 ， 已经是非常不错 了。 音 只要结合相 关硬件（ 摄象机、 摄象头、 麦克风等 ）
以及计算机屏幕的内容。
五 、 结 与体 会 总
和相 关软件（ ｎｏ Ｍｅｉ Ｓ ｒｅ、Ｓ等 ） 能够使 用编码 Ｗｉ ｗｓ ｄ ｄ ｅ ｒＩ ａ ｖ Ｉ ， 就 器零软件费用的实现我们平时工作中相当多的对流媒体相关的需求
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ｔ 企 业 管 理 与 科 技 ＲＪ ｂＪ ￣
四 、 获 屏幕 捕
虽然 Ｗｉｄ ｗｓ Ｍｅ ｉ Ｅ ｃ ｒｅ 的软件体积很 小 ，但是他 ｎｏ ｄ ｎ ｏｄ ｒ ａ
编码器也可 以将本机的屏幕做 为视频源进行编码、 保存或者广 的功能却很强大 ， 最重要的是很实用 ， 虽然做这些广播、 式转换 等 格
制系统 ， 剩余 空气系数 ｕ做 双向限幅 ， 而使燃烧 过程 无论在稳 对 从
防止 污 染 和 节 能 的 目的。
系数 ｕ 又不高于设定的上限值， “ ＋ ） 即 （ ｑ ０所以该系统对空气
行。 ’
定状态还是在动态过程都能保持在最佳燃烧 区，达到防止 冒黑烟 ， 过 剩系数 ｕ作双 向限幅 ， 从而确保 了燃烧过程能在最佳燃烧区内进’
Ｈ ，ｓ分别 为高 值 、 值 选 择器 ｓＬ 低 一
程中的控制系统设计 ， 要介 绍 了燃烧控制 系统 、 主 炉膛压力控制 系统 、 热风
步进式加热炉控制系统优化
２ ２ 调 节步 距保 证钢坯在 到达出炉侧 时能顺 利 出钢 ．
启 动完 成一个 正循 环 ， 待 出钢 坯 输 送 到 出炉 炉 内 将 悬 臂辊 道上 ， 完成 一次 出钢周 期 ， 出钢周 期 可 以根 据 轧 制规 格 的不 同 在 ３ ７ ｓ之 问设 定 。钢 坯 输 送 、 ８～ ０ 测 量 、 出料 、 流跟踪 、 据 信 息交 换 通 过 Ｐ Ｃ系 装 物 数 Ｌ
４ 坯料 在 装料辊 道 的定位 控制 ） ５ 推 钢机 的位 置及行 程控 制 ） ６ 炉底 液 压站 的控制 ） ７ 炉外 辊 道 的控 制 ） ８ 与轧 线通 讯进行 数据 交换 ）
１３ 步进梁 的控 制 ． １３ １ 动态 位置 检测 ．．
间 的延 长 ， 动 幅度 也 随之增 加 ， 晃 特别是 步 进梁 在后 退过 程接 近 后位 时更 明显 。虽 然对 步进 梁 的机 械部
Ｅ ２ ０ 操作 员站 、 Ｔ ０ Ｍ、 网络等 组成 。 １ １ 基础 自动 化 Ｐ Ｃ系统 网络 配置 ． Ｌ
本 加热 炉采 用全 液压 驱动 的步进 梁机 构 。在步
进 机构 相应 的驱 动液 压缸上 ， 置 ２台位移 传感 器 ， 设 其 中一 台用 于活 动 梁垂 直 方 向的 位 置检 测 ， 台用 一
特 邀编 辑 ： 风 滨 杨
Ｘｕ Ｙａ ｃ ｕ ｎ ｈ ｎ，Ｃｈ ｎ Ｐｅ ｇ ｅ ｎ
（ ｈ ａ ｌ ｔ Ｔ ｅＢ ｒ ａ ） Ｐ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｈ ｏ ｌｍｓ ｅ ｉｔｎ ｉ ｗａｋｉｇ ｂ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｏ ｔ ｅ ｐｒ ｂ ｅ ｘｓｉ ｇ ｎ ｌ ｎ ｅ ｍ ｆ ｒ ａ ｅ，ｔ ｒ ｕ ｈ ｎ ｌ ｚｎ ｈ ｃ ｎ ｒ ｌ ｕｎ ｃ ｈ ｏ ｇ ａ ａｙ ｉｇ ｔ ｅ ｏ ｔｏ ｐｒ ｃ ｓ ，ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ，ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓｉ ｆｕ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔｂ ｅ ｔｐｐｎｇ ａ ｅ ｓ ｌ ｅ ｏ ｅ ｓ ｈｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｍｅ ｓ ｒ ｓ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｒ ｂ ｅ ｎ ｅ ｃｎ ｈ ｓａ ｌ ａ ｉ ｒ ｏｖ ｄ ｌ
步进式加热炉步进机构的控制
步进式加热炉步进机构的控制步进式加热炉是一种常用的加热设备，可以用于对各种材料进行加热处理。
步进机构是步进式加热炉中关键的控制部件之一，其控制方式对加热炉的性能和使用效果有重要影响。
本文将对步进式加热炉步进机构的控制进行详细介绍。
一、步进机构的基本原理步进机构是一种将连续运动转换为离散运动的机构，它可以根据控制信号完成一定距离的移动。
在步进式加热炉中，步进机构主要用于控制加热炉的温度和加热时间，以实现对加热过程的精确控制。
通常采用螺杆传动或齿轮传动的方式实现步进机构的运动。
步进机构的控制方式主要包括手动控制和自动控制两种。
手动控制是通过手动操作按钮或手柄来控制步进机构的运动，可以根据需要精确调节加热炉的温度和加热时间；自动控制则是通过控制系统对步进机构进行控制，实现对加热过程的自动调节。
三、步进机构的控制系统步进机构的控制系统主要包括控制器、传感器和执行机构三个部分。
控制器是控制步进机构运动的核心部件，可以根据预设的参数来控制步进机构的运动；传感器用于采集加热炉的温度和加热时间等数据，反馈给控制器；执行机构则是根据控制器的指令来完成步进机构的运动。
步进机构的控制参数主要包括步距角、速度和加速度等。
步距角是指每次步进运动的角度，通常可根据需要进行调节；速度是指步进机构的运动速度，可以根据加热炉的加热需求进行调节；加速度是指步进机构在启动和停止时的加速度，对步进机构的运动平稳性和精确性有重要影响。
为了提高步进机构的控制精度和稳定性，可以采用以下方法进行优化：首先是采用高精度的步进电机和驱动器，以提高步进机构的运动精度；其次是根据加热炉的加热需求进行优化设计步进机构的控制参数，以实现对加热过程的精确控制；最后是采用先进的控制算法和技术，结合传感器反馈的数据对步进机构进行智能化控制。
六、步进机构的应用展望随着工业自动化水平的不断提高，步进机构在加热设备中的应用将越来越广泛。
未来，步进机构的控制将更加智能化和精确化，可以实现多种加热工艺的自动切换和精确控制，为工业生产带来更大的便利和效益。
加热炉的过程控制系统的设计
学校代码：10904学士学位论文加热炉的过程控制系统的设计姓名：江鹏学号：200806130160指导教师：付玲学 士 学 位 论 文加热炉的过程控制系统的设计院系(部所)： 机电工程学院 专 业：过程装备与控制工程 完成日期：2012年04月20日姓名：江鹏学号：200806130160 指导教师：付玲院系(部所)：机电工程学院专业：过程装备与控制工程完成日期：2012年04月20日摘要加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其过程控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。
随着现代化技术的迅猛发展，如何采用先进的过程控制技术与设备，提高基础过程控制效果与水平，确保钢坯的加热质量、实现高效节能、减少污染是本文研究的意义所在。
本文对国内外加热炉控制技术的发展和现状进行了综述。
介绍了串级控制系统的构成，实现了加热炉炉温控制、流量控制、炉压控制、煤气总管和空气总管的压力控制等。
实践证明，本系统运行可靠稳定，操作方便，正确调整有关参数就能达到较好的控制效果，具有推广价值。
关键词：加热炉;过程控制；节能AbstractHeating furnace of steel rolling production line in iron and steel industry as the key equipment and energy consumption of equipment, the process control level directly affects the energy consumption, burning rate, scrap rate, yield, quality index. With the development of modern technology, how the use of advanced process control technology and equipment, improve the basic process control effect and level, to ensure that the billet heating quality, achieve high efficiency and energy saving, pollution reduction is the significance of this study.The heating furnace control technology development and the present situation are reviewed. Introduced the cascade control system, realizes the heating furnace temperature control, flow control, furnace pressure control, gas duct and air manifold pressure control.Proved by practice, this system is stable and reliable operation, convenient operation, correctly adjust relevant parameters can achieve better control effect, have promotion value.Key words: heating furnace; process control; energy saving.目录第1章绪论 (1)1.1加热炉的发展和现状 (1)1.2加热炉控制技术发展和应用现状 (2)1.3 课题的意义和本文的主要工作 (4)1.3.1 课题的意义 (4)1.3.2 本文的主要工作 (5)第2章加热炉控制系统的设计 (6)2.1 串级控制系统 (6)2.1.1串级控制简介 (6)2.1.2炉温一燃料量串级控制 (7)2.2流量控制 (9)2.2.1燃料量—空气流量双闭环控制系统 (11)2.2.2燃料量—空气流量双交叉限幅控制 (12)2.3炉压控制 (14)2.3.1加热一段和加热二段炉压自动控制 (14)2.3.2均热段炉压自动控制 (15)2.4煤气总管和空气总管的压力控制以及汽包液位控制 (16)本章小结 (17)第3章总结和展望 (18)参考文献 (19)致谢 (21)第1章绪论加热炉的耗能量在轧钢等生产中占据了很大的比例，大约占所有耗能总值的70%左右，是冶金行业中主要的耗能设备。
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步进式加热炉加热质量控制系统的设计摘要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
本文通过对步进式加热炉加热质量控制系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。
同时,介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。
一、引言加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。
随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。
我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大,操作不当时会粘钢造成生产上的问题,难以实现管理自动化。
由于推钢式炉有难以克服的缺点,而步进梁式炉是靠专用的步进机构,在炉内做矩形运动来移送钢管,钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦,出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕,钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高,生产操作灵活等特点,其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。
全连续、全自动化步进式加热炉。
这种生产线都具有以下特点：①生产能耗大幅度降低。
②产量大幅度提高。
③生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统,传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PＬC或DCＳ系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。
传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。
本工程是某钢铁集团新建的φ1８0小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。
二、工艺描述本系统的工艺流程图见图1ﻫ图1 步进式加热炉工艺流程图淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。
装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。
活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于１41.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。
直径大15３.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。
活动梁升程180mm，上、下各90mm，齿距为１90mm，步距为145mm。
因此每次步进时，钢管都能转动一角度，使钢管加热均匀，并防止在炉内弯曲变形。
步进梁能进行正循环，送循环、单动、点动各种动作,升降时对钢管轻托轻放,前进时缓起缓停,无振动冲击和失控现象。
同时，具有踏步功能,踏步时向后步距为４５ｍｍ，使钢管在原齿槽内不断转动。
固定梁用带保温支柱支撑其顶面高出炉底520ｍm。
使炉气能围绕钢管形成良好的循环，保证均匀加热。
淬火炉沿炉长方向分为装料段、加热段和保温段。
装料段炉顶压低，不装排烟予热钢管(三个测量温度点),以免钢管突然受到强大热流冲击产生弯曲变形。
加热段沿炉宽方向分为四个区段进行比例燃烧和温度控制。
保温段沿炉宽方向分４区段进行脉冲燃烧和温度控制(用二套控制器），以确保保温区炉温±5℃和保温后钢管全长温度均匀性在10℃以内的要求。
同时更方便用户控制钢管端温度，满足淬火需要。
淬火炉最高控制炉温960℃,允许max１050℃。
回火炉沿炉长方向分为装料段，加热段，均温段和保温段。
同样装料段不设烧嘴。
加热段沿炉宽方向分二个温区，中间8个烧嘴为一个温区，两边各４个烧嘴合起来为一温区,用一个脉冲控制器控制。
均温段、保温段沿炉宽方向各分为四区（每二个温区一个控制器）,均采用脉冲燃烧温度控制。
确保炉温控制±5℃,保温后钢管全长温度均匀性1０℃的要求。
回火炉最高控制炉温75０℃，允许max８00℃(为生产高压锅炉管作储备）。
淬火炉、回火炉炉内烟气均经装料段下方的八个分烟管引出,进入集烟管,由集烟管中部引至总烟管，通过空气予热器回收烟气余热,再经烟道由烟囱排入大气。
这种方式可有效防止炉内烟气的偏流。
淬、回火炉进出料均采用侧进,侧出方式。
淬火炉装出料悬臂辊采用斜８0角安装，使钢管在入炉和出炉时产生自转并靠向装出料端墙一侧靠齐，其目的是防止钢管入炉时弯曲并有利装出料定位。
三、步进式加热炉生产中的关键控制技术3．１生产节奏的控制步进式加热炉生产中的生产节奏的控制是非常重要的,在管材线全自动、全连续工作时,加热炉区的机械设备如进料辊道、步进梁、出料辊道、液压站及其它公辅设施,设备运行节奏必须高度统一，才能实现管材物流全过程准确定位，以实现全自动、全连续工作。
依据生产调度计划而需要装炉时，通过上料台架输送至装料辊道，经光电开关及金属探测器而自动输送到炉外辊道上。
待炉内装料端空出位置时,自动开启炉门，由其及炉内辊道托入炉内放置到固定梁上，并由此开始进行炉内的管材物流跟踪。
管材通过炉子步进梁自装料端一步步地移送到炉子的出料端。
由装在出料端的光电开关检测到管材边缘并在步进梁完成此时的步距运行后,暂停步进梁的移送动作，PLC同时测算等待出炉管材的位置。
在加热炉接到出钢信号后，再自动开启出料炉门,由出料辊道运至炉外出料辊道上。
当金属检测器探测到管材时，在由出料辊道输送至其他设备,进行下一道工艺。
管材输送、测量、装出料、物流跟踪以及管材的数据信息交换通过PLC和二级计算机系统进行顺序、定时、联锁与逻辑控制，实现操作自动化和计算机管理。
3.2 加热炉燃烧控制工业炉的燃烧控制水平直接影响到生产的各项指标，例如:产品质量、能源消耗等。
目前国内的工业炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃空气流量的大小来使炉内的温度、燃烧气氛达到工艺要求。
由于这种连续燃烧控制的方式往往受到燃料流量的调节和测量等环节的制约,所以目前大多数工业炉的控制效果不佳。
随着工业炉工业的迅猛发展,脉冲式燃烧控制技术也应运而生，并在国内外得到一定程度的应用，取得了良好的使用效果。
目前高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高，对燃烧气氛的稳定可控性要求较高，使用传统的连续燃烧控制无法实现。
随着宽断面、大容量的工业炉的出现，必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制炉内温度场的均匀性。
本系统主要采用脉冲燃烧系统。
它是一种间断燃烧的方式,使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比(通断比)实现窑炉的温度控制。
燃烧状态下的燃料流量可通过主燃料控制阀门在线调节，燃烧器一旦燃烧,就处于其设计的最佳燃烧状态,保证燃烧器燃烧时的燃气出口速度不变。
控制系统使炉内燃烧器交替燃烧，通过燃气在炉内的不断搅拌,使炉内温度场均匀分布。
当需要升温时，燃烧器燃烧时间加长，间断时间减小；需要降温时,燃烧器燃烧时间减小，间断时间加长。
并根据炉内的设定温度来控制燃烧时的燃料流量,当设定温度较低时，将主燃料控制阀门关小,当设定温度较高时,将主燃料控制阀门开大，避免炉内处于低温状态时,燃气与炉内的温度差过大,对炉内制品造成的直接热冲击。
脉冲燃烧系统的主要优点为：1）系统简单可靠，造价低；2) 可提高炉内温度场的均匀性;３) 传热效率高,大大降低能耗;4) 燃烧器的负荷调节比;。
5) 无需在线调整，即可实现空燃比的精确控制。
与传统的比例燃烧控制相比,脉冲燃烧控制系统中参与控制的仪表大大减少，仅有温度传感器、控制器和执行器,省略了大量价格昂贵的流量、压力检测控制机构。
并且，由于只需两位式开关控制，执行器也由原来的气动(电动)控制阀门变为电磁阀门，增加了系统的可靠性,大大降低了系统造价。
普通烧嘴的空燃比一般为１:4左右，当烧嘴在满负荷工作时,燃气流速、火焰形状、热效率均可达到最佳状态,但当烧嘴流量接近其最小流量时，热负荷最小,燃气流速大大降低,火焰形状达不到要求,热效率急剧下降,高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时，上述各项指标距设计要求就有了较大的差距。
脉冲燃烧则不然,无论在何种情况下，烧嘴只有两种工作状态，一种是满负荷工作,另一种是不工作,只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节，所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷，需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。
在使用高速烧嘴时,燃气喷出速度快，使周围形成负压，将大量炉内烟气吸人主燃气内，进行充分搅拌混合,延长了烟气在炉内的滞留时间,增加了烟气与制品的接触时间，从而提高了对流传热效率。
四、系统简介４.1系统构成系统拓扑图见图2ﻫ图2 系统拓扑图本加热炉自动化控制系统由基础自动化系统(L1)和过程计算机控制系统(Ｌ2）共同构。
本系统一级基础自动化控制系统由淬火炉电气传动部分、回火炉电气传动部分和淬火炉仪控部分、回火炉仪控部分四个控制站。
淬火炉电气传动部分PＬC为S7 3１5－２DＰ带４个ET２00Ｍ从站和3个PＲＯFIBUS-DP卡的西门子变频器MＭ４40系列,实现辊道的顺控，钢管在入炉辊道上的定位控制,步进梁控制的功能。
淬火炉传动系统采用变频控制，变频器是由西门子公司提供的ＭM440系列。
3个带PＲＯFIBUS-DP卡的ＭM44０系列变频器控制3组辊道。
回火炉电气传动部分PLC为S7 ３１5-2DＰ带3个EＴ20０M 从站和2个带ＰROFIBUS-DＰ卡的西门子变频器MM440系列,实现辊道的顺控，钢管在入炉辊道上的定位控制，步进梁控制的功能。
回火炉传动系统采用变频控制,变频器是由西门子公司提供的MM4４0系列。
2个带ＰＲOFIBUS－ＤP卡的MＭ440系列变频器控制２组辊道。
淬火炉仪控部分PLＣ主要由 S7 315-２DP及功能模FＭ３55C闭环控制模块构成,每套PLＣ及其相应的PID模块负责控制淬火炉的全部仪表,用来完成加热炉工艺参数的数据采集与过程控制。
采用西门子FM３55C闭环控制模块控制加热炉的工艺参数以达到加热炉最佳燃烧的控制效果。
回火炉仪控部分PLC与淬火炉仪控部分PLC的构成与功能基本上是一样的。
在过程计算机控制系统中,淬火炉和回火炉各设置一台计算机，对各自的加热炉系统进行硬件的组态与参数设置、通讯的定义、编写、调试用户程序及画面的监控与数据的纪录,最终实现集中监控和操作。
两台计算机为SIEMEＮＳ工控机,配置为Ｐ4 2.0Ｇ，25６Ｍ，并且带有工业以太网处理器CP1613。
计算机借助于ＣP１613,通过工业以太网光纤交换机OSM,与PＬC进行通讯。
工业以太网光纤交换机OSM，带有两个光纤接口和６个电气接口。
连接电缆采用多模纤维光缆,可用于强电磁干扰环境。
冗余1０M/100Ｍ工业以太网大大提高了网络性能,网络配置和扩展也十分简单。
用两根光缆即可，而且是冗余配置,控制柜接线也很简单。
４．2 编程和组态及功能模块FＭ３5５C（１) PLＣ编程软件采用STEP7,STEＰ 7编程软件在wiｎdows2000／XP 下运行。
SＴEP7编程语言提供了非常丰富的指令集，它使复杂功能的编程变得简单快捷。
ＳＴEＰ7提供了结构化的程序设计方法，以块形式管理用户编写的程序和资料,可以通过调用语句将它们组成结构化的用户程序,增加了程序的可读性和易维护性。