基于PLC的铸造熔炉燃烧自动控制系统设计

现代电子技术

Modern Electronics Technique

2017年9月1日第40卷第17期

Sep.2017Vol.40No.17

doi ：10.16652/j.issn.1004?373x.2017.17.036

0引言

铸造属于液态金属材料成形的典型工艺，铸造工艺的首要过程为将固态金属熔炼成液态金属，铸造熔炉是铸造中必不可少的试验设备之一[1]。铸造熔炉是利用煤炭燃烧或其他能量转化所得的热能把固态金属加热融化成为液态金属，使其具有一定的液态流动性的机械设备，是机械、能源等工业装备过程必不可少的重要动力设备[2]。随着铸造技术的不断发展，铸造熔炉设备也随之得到了快速发展，并逐渐受到国内外专家学者的青睐，对其研究也逐年增多。在国内，文献[3]对铸造镁合金熔炉内保护气体流动进行了数值模拟；文献[4]对镁合金压铸机熔化保温系统进行了设计研究；文献[5]研究了镁合金介质保护熔炼技术，在国外也有诸多专家学者对铸造熔炉设备进行了一系列研究。虽然，铸造熔炉设备的研究逐年增多，但是大都集中在对某种材料的熔化保温等设计与研

究，对熔炉燃烧的自动控制的研究尚未见报道。本文基于PLC 的铸造熔炉燃烧自动控制系统可以有效地解决熔炉燃烧自动控制的问题，对其发展有着重要的推动意义。

1工艺流程的描述

图1为熔炉燃烧自动控制系统的工艺流程图。本

文设计的熔炉燃烧主要利用蒸汽余热对铸造熔炉进行加热[6]。具体加热过程如下：首先将定量的水经过水泵、控制阀开关注入锅炉；其次，将煤炭燃料或其他燃料和受热空气按照一定的比例进行混合，混合后通过燃烧设备对其燃烧，燃烧过程中产生的热量被蒸汽发生系统接收，并产生饱和蒸汽D s 。D s 经过换热器发生器后形成过热蒸汽D ，最终储存在蒸汽母管。所储存的过热蒸汽经过传递系统供给外界负载熔炉燃烧使用[7]。

如图1所示的燃烧过程中，蒸汽压力、产生的烟气成份以及炉膛的负压是整个过程中的关键控制变量，其中煤炭及其他燃料使用量、送风速度及时间和引风速度为三个自变量[8]。根据以上控制变量及其对应的自变量设计合理的控制系统，保证满足负载使用，并且保证燃

基于PLC 的铸造熔炉燃烧自动控制系统设计

董丽梅

（河北大学电子信息工程学院，河北保定

071002）

摘

要：铸造熔炉是铸造过程中的关键设备之一，并且铸造熔炉燃烧过程的完全与否将决定着铸造质量的好坏。基于

PLC 可编程序控制器设计了锅炉燃烧过程的自动控制系统，设计过程中主要考虑蒸汽压力、燃烧过程含氧量和炉膛负压三个变量，并分别基于以上三个变量进行控制系统硬件和软件设计，并且给出具体的控制方案，对铸造熔炉燃烧的自动控制

系统的设计与研究起着重要作用。

关键词：铸造熔炉；燃烧自动控制；硬件设计；软件设计中图分类号：TN876?34

文献标识码：A

文章编号：1004?373X （2017）17?0138?03

Design of PLC ?based combustion automatic control system of casting furnace

DONG Limei

（College of Electronic Information Engineering ，Hebei University ，Baoding 071002，China ）

Abstract ：Casting furnace is one of the key equipments in casting process ，and its combustion process determines the quali ?ty of the casting.A PLC ?based automatic control system of boiler combustion process was designed.Steam pressure ，oxygen con ?tent and combustion chamber negative pressure in combustion process are considered in design process.On the basis of the above three variables ，the hardware and software of the control system were designed.The specific control scheme is given ，

which plays an important guiding significance for the design and research of the combustion automatic control system of casting furnace.

Keywords ：casting furnace ；combustion automatic control ；hardware design ；software design

收稿日期：2016?12?16

基金项目：国家自然科学基金（61306098）

138万方数据