PLC在_180无缝钢管厂环形加热炉的应用
管坯加热工艺技术——《热轧无缝钢管实用技术》
过轧制的管坯 ，其导热能力比铸造的好 ；经过退火 射热 全部 透过该 物体 ，则 称这 种物体 为透 过体 。实
的管坯 ，其导热能力比未经退火的好；碳素钢管坯 际上 ，在 自然 界 中 ，绝对 黑体 、绝对 白体 和绝 对 透 的导 热 能 力 比合金 钢 管 坯 的好 ；管 坯 的碳 含 量 越 过体 都是 不存 在 的。物体 对辐 射能 的吸 收 、反 射 和
热。对流传热的效果 ，一方面与流体和固体之间的 速度 有着决 定性 的意 义 。
温差有关 ，两者温差越大 ，则传热效果越好 ；另一 １．２ 管坯 加热 过程
方面 ，它还与流体的种类和性质 ，流动的方式 、速
管坯加 热 时 ，燃 料燃烧 所 产生 的炉气 是炉 膛 的
ＳＴＥＥＬ ＰＩＰＥ Ａｕｇ．２０１８，Ｖｏ１．４７，Ｎｏ．４
问 ，或在不同温度 的两个物体接触时 ，通过分子 、 上 ，当物体接受热射线 时 ，与光线落到物体上 一
原子及 自由电子等微观粒子的热运动 ，将热量 由高 样 ，有 ３种 可能 的情 况 ：一 部分 被 吸收 ，一 部 分被 温部分传递到低温部分 的现象。坯料加热时 ，由表 反射 ，另一部分透过物体继续向前传播。若落在物
及 里的传热 、热端 向冷端 的传热等 ，都是传 导传 体上 的全部 辐 射热都 被该 物体 吸收 ，则称 这种 物体
热 。传导 传热 时 ，管 坯 的导热 能力 与管坯 的化学 成 为黑体。若落在物体上的全部辐射热都被该物体反
分 、组织结 构 和热处 理状 态有很 大关 系 。例如 ，经 射 出去，则称这种物体为 白体。若落在物体上的辐
流传热有着本质的区别 ：首先 ，辐射是一切物体 固
１ 管坯加热 的基本原理
环形加热炉内衬膨胀缝留设技术
环 形加 热炉 内衬 膨 胀 缝 留设技 术
白 羽
摘 要： 针对环形加 热炉 内衬砌 筑的重要性 ， 讨 了内衬膨胀缝 的 留设 数值及原 则， 探 详细介绍 了膨 胀缝的 留设方 法， 出 提
．
了膨 胀 缝 留设 时 的 注 意 事项 ， 以积 累 内衬 膨胀 缝 留设 经验 。 关键词 ： 热炉， 胀缝 ， 加 膨 内衬 ， 留设 技 术
２ ３ 不 同耐 火材料 间膨 胀缝 的 留设 ．
在炉壳 钢结 构与耐火浇筑 料（ ） 除 了按设计 设置绝热保 砖 间，
温层外 ， 耐火浇筑料 （ ） 砖 与钢结 构直 接接触处 ， 留置膨 胀缝 ， 要 采
用 １ ＇ｔ ０ｎｌ 厚的耐火 纤维 毯 ， ｌ Ｔ 将钢 件包 住 ， 同时也起 到绝 热作 用。 但纤维毯不 能外露 ， 角处保 护层留设为 ２ ＇ｔ 边 ５ｎｌ 左右 。 ｌ Ｔ 耐火浇筑料与锚 固砖 （ ） 间 ， 件 之 由于二 者膨 胀系数 的差 异 ，
２ 膨 胀缝 的 留设方法
２ １ 耐 火浇筑料 膨胀 缝 的 留设 ．
在热态工作 时 ， 会产生局部热应 力集 中， 成浇筑料 出现裂纹 等。 造
耐火浇筑膨胀缝 的填充材料主要采用 耐火纤维 毡 ， 该材料较 因此二者间设 ２１ ２ ｉ 的膨胀缝 ， Ｔ ｎ 采用蘸热沥青 的方法 ， 热沥青 稠度 耐火纤维毯有一定硬度 ， 密度也达到 １０ｋ ／ ３在 施工 过程中不 要 适中 ， ８ ｇ ｒ ， ｎ 附着要均匀 。 易变形 ， 保证 了膨胀缝位置 和尺寸 的准确 。 保温层与锚 固砖 间， 考虑 到保温 层与工 作层 热态 工作时 ， 滑 其间膨胀缝 采用 耐火 纤维毯 ， 锚 固砖 部分 包裹 将 耐火浇筑料用 于炉底等平 面施工 时 ， 同层浇筑 料的膨胀缝分 移较大等 因素 ， 外 应用 回形 的纤 维纸或 油毡 布呈交错状 ， 应将整个 炉底 分割成若 干块施 工体 ， 膨胀 缝在 浇筑 起来 ， 缠塑料 布。当工作 层施工 时， 防 料厚度方向为直形 ， 即上下直通形式 。耐火纤 维毡应首先按 设计 封 盖 此 纤 维 毯 ， 止 浇 筑 料 进 入膨 胀 缝 之 中 。
环形加热炉管坯二维在线数学模型的研究
图 １ 冷却管换 热系数图 ９
Ｂ ｅｋｕ ｕｂ ｌ ｔ ｓｅｓ ｎ Ｊ． ＩＣ ． ． ６ （２： ｒａ ・ｐｉＴ ｒｕｅ ｐ ｒｉ ｓ［】Ａ．． ｈ Ｅ １９ ，４ ） ｎ ｎ Ｄｉ ｏ ９
１ ２５ １ ３３ ２ —２ ．
［１ Ｐ ＮＣ Ｊ Ｂ ＡＮＣ ４ ＲＩ ＥＭ Ｌ ， Ｈ Ｈ Ｗ．Ｂ ｂ ｌ Ｃ ａｅｃ ｎ ｅ ｄ ｒａ ． ｕ ｂｅ ｏ ｌｓｅ ｃ ｅ ｎ ａ Ｂ ｋ
ｎ ｌｇ ， ＡＥ Ｔ－ ０ ６ １ ９ ． ｏｏ ｙ Ａ １ ９ ，９ ６
●
芝
、 靴 罱
佥 冷 却 管位 置
［】 Ｕ Ｈ Ｓ ＮＤＳ ＮＨ． ｅｒｔ ａ Ｍｏ ｅｆｒ ｒｐ ｄ ｕ ｂｅ ３ Ｌ Ｏ ， ＶＥ Ｅ Ｔ ｏｅｉ ｌ ｄ ｌｏ ｏ ｂ ｌ ｈ ｃ Ｄ ｎ ａ Ｂ
Ｃ Ｎ ｈ－ｅ，Ｊ ＨＥ Ｚ ｉｉ ｊ Ｉ ＡＮＧＺ －ｉ Ｈ ｅｙ ，Ｚ ＡＮＧＸｉ．ｉ ｎｘｎ
（．Ｊ ｉ ｉｅｓｙ Ｘｉ ｎ ６ ０ １ ｈｎ ； １ ｉ ｖｒｉ ， ａ ，３ １２ ，Ｃ ｉａ ｍｅＵｎ ｔ ｍｅ ２ ｎｖ ｒｔ ｆ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｏｏｙＢ ｉｎ ，Ｂ Ｕｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ．Ｕ ｉｅｓ ｏ ｉ ｃ ｄＴ ｃｎ ｌｇ ｅ ｉ ｉ ｙ Ｓｅ ａ ｊ ｇ ｅ ｉｇ１０ ８ ， ８． ，男，福建人，助教，研究方 向为工
业过 程节 能．
●
二是在 模型 中添加 中央加热盘管部 分，使得模 型更接近 实 际情况 ，来获得准确 的计算结果 。
参考 文献： ［】刘 叶． １ 医用同位素 生产溶液堆 （ Ｐ ）堆芯 热工水力 实验 ＭＩＲ ［］ Ｒ ．北京：中国核动力研究设计院， ０ ５ ２ ０．
Ａｂ ｔａ ｔ ｃｉｏ ｓ ｍｉｓ ｉ ｔｏ ｏ ｓｒ ｃ ：Ｆｉｔ ｉｕ ｓｉ ｔ ｍｅｈ ｄｉ ｃ ｍｍｏ ｌ ｓｄｉ ｎｉｅｏ ｅｄｍｅ ｓｏ ａ ｔｅ ｔ ａ ｄ ｌ ｏ ｓｅ ｌ ｌｂ ’ ｅ ｔ ｇｐ ｏ ｅ ｓ ｈ ｔ ｅ ｖｙ ｓ ｎｙｕ ｅ ｏ ｌ ｎ ・ ｉ ｎ ｉｎ ｌ ｈ ｍａｉ ｌ ｎ ｎ ｍａ ｃ ｍｏ ｅｓ ｆ ｔｅ ａ ｓｈ ａｉ ｒｃ ｓ．Ｔ ｅ ｓ ｎ ｒｓａｃ ｏ ｃｕ ｉｎｗａ ｕ ｅｅ ｒｈｃ ｎ ｌｓｏ ｓｓｍｍａｉｅ ， ＣＦ ｓｍｕａｉｎａ ｄｂａ ｋｂ ｘｅ ｐ ｒ ｎａ ａ ｒ ｐ ｌ ｄｔ ａｙ ｅｔｅｆ ｔｉｕ ｍｉｓｖｔ ｆ ｒｚ ｄ Ｄ ｉ ｌｔ ｎ ｌｃ ｏ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｔ ｗｅｅａ ｐ ｉ ａ ｌｚ ｃｉ ｏ ｓｅ ｓｉｉ ｏ ｏ ｉ ｄａ ｅ ｏｎ ｈ ｉ ｔ ｙ ｓｅ ｌ ａｓｈ ａｉｇｐ ｏ ｅ ｓ ｉｔ ｉｕ ｍｉｓｖｔ ｔｏ ｓｉｔｏ ｕ ｅ ｔ ・ ｉ ｎ ｉｎ ｌ ｅｔｒｎ ｆｒ ｄ ｌ ｆ ｔｅ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｔｅ ｒ ’ ｅ ｔ ｒｃ ｓ ．Ｆｃｉｏ ｓｅ ｓ ｉｉ ｍｅｈ ｄｗａ ｒ ｄ ｃ ｄｉ ｏａｔ ｄｍｅ ｓ ａ ａ ａ ｓｅ ｅ ｓｅ ｌ ｒ ｉ ａ ｎ ｌ ｆ － ｂ ｎ ｔ ｙ ｎ ｎ ｗｏ ｏ ｈ ｔ ｍｏ ｏ ｂ ｎ ｒ ｕ ｎ ｃ ． Ｔ ｅｆａ ｉｉｔ ｆ ｈ ｐ ｌ ａｉｎｈ ｓｂ ｅ ｒ ｖ ｄｉ ａｃ ｌｔ ｎ ａ ｅ ｈ ｓｂｌ ｏ ｔｅａ ｐｉ ｔ ａ ｅ ｎｐｏ ｅ ｃ ｌｕａｉ ． ｅ ｉ ｙ ｃ ｏ ｎ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｕａ ｒ ａ ｅ ｙｗｏ ｄ ：ａ ｎ ｌ ｆ ｎ ｃ ；ｍａｈ ｍａｉａ ｄ ｌ ｉｃｉ ｏ ｓ ｍｉｓ ｉ ｔｏ ｒ ｕ ｔｅ ｔ ｌ ｃ ｍｏ ｅ；ｆ ｔｉｕ ｓｉ ｔ ｍｅ ｄ ｔ ｅ ｖｙ ｈ
PLC在供热站自动控制系统中的应用
PLC在供热站自动控制系统中的应用摘要：在城市集中供热系统中，供热站作为热网系统的一个重要环节，直接决定供热站的控制效果。
加热站的控制效果直接决定了荣热战的能源消耗，同时也决定着采暖效果，自动控制系统的应用减轻了操作人员的劳动强度，甚至可以达到在无人值班的状态下保持运行。
关键词：PLC；供热站；自动控制系统；应用前言随着自动化及信息技术的不断提高和国家节能环保政策的实施，无人值守换热站智能控制系统凭借其高效率、高性能以及危险预报精度高等优点，已成为众多科研人员的研究热点。
为此供热站根据需要，逐步实现自动化控制系统，积极推进两化融合提升企业竞争力与管理能力。
1 PLC的用途目前PLC主要应用在4个方面：一是开关量的开环控制。
PLC的指令系统具有强大的逻辑运算能力，很容易实现定时、计数、顺序（步进）等各种逻辑控制方式。
二是模拟量闭环控制。
模拟量的闭环控制系统主要是对模拟量的输出值进行计算，通过计算来改变输入值，实现对系统的各种连续调节与控制。
三是数字量的智能控制。
控制系统具有旋转编码器和脉冲伺服装置（如步进电动机）时，可利用PLC实现接收和输出高速脉冲的功能，实现对数字量控制。
较为先进的PLC还专门开发了数字控制模块，可实现曲线插补功能，近年来推出的新型运动单元模块，还能提供数字量控制技术的编程语言。
四是数据采集与监控。
因为PLC主要用于现场控制，所以采集现场数据是十分必要的功能。
在此基础上将PLC与上位计算机或触摸屏相连接，既可以观察这些数据的数值，又能及时进行实时计算，有的PLC还具有数据记录单功能，可用一般个人电脑的存储卡插入到该单元中保存采集到的数据。
2 PLC在集中供热系统中的应用PLC在集中供热系统中的应用主要体现在以下几方面：一是通过室外温度实时调节一次网流量。
在室外安装一个温度变送器，将温度信号传入PLC控制系统中，PLC控制系统可根据预先编好的程序将循环泵的转速和室外温度联系起来，多大的温度对应多大的转速，这样就可以不用人工调节转速，而是通过PLC系统来自动、精准地调节转速，更加节约能源。
双燃料管坯环形加热炉计算机优化控制系统
２ ３ 炉底 导热 数学模 型 ．
函数构 造 出具体 的 、 以控 制管 坯 温 度 为 目的 的优化 控 制算 法 ， 其基本 思 想和控 制策 略是 ：
（ ）以轧 制节 奏 和工 艺 为 前 提 ， １ 通过 管坯 加 热 数 学模 型 ， 确定 管坯 加热速 度 。
ｒａｉ ｄ ｅｌｅ ． ｚ
Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ａ ｕ ｌ ｒ ｔｒ ｕ ｎ ｃ ｓ ｃ ｍｐ ｔｒｏ ｔ ｌ ｏ ｔ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｌ ｅ ；ｏ ａｙ ｆ ｒ ａ ｅ ； ｏ ｕ ｅ ｐ ｉ ｆ ｍａ ｃ ｎ ｒ ｏ
环 形 加热 炉是无 缝 钢管 热轧生 产线 上 的重 要热 工设 备 ， 加热 质量 直接 影 响钢管 的性 能和质 量 ， 其 其 能耗 和 氧化烧 损直 接 影 响 钢 管 的成 本 ， 设 备 状况 其
１ 概 述
１ １ 双燃 料环 形加热 炉 ．
收稿 日期 ：０ １—１ ２ ２１ ０— ７
作者简介 ： 李谦 （９ ０～） 男 ， １７ ， 内蒙古包头市人 ， 高级工程师 ， 现从事工业 炉窑设计工作 。
５ ０
包钢科技
第３ ８卷
随着 蓄 热 式燃 烧 技术 的发展 ， 环 形 炉上 采 用 在
于 管坯 几何形 状尺 寸及 布置 的原 因致使 炉瞠 对管 坯
（ ）以管 坯加 热 数学 模 型 为 基础 ， 过 炉 内传 ２ 通
热数 学模 型 ， 定 管坯加 热最佳 温度 曲线 。 确
（ ）以炉 内传 热 模 型 为基 础 ， 过 燃 烧过 程 数 ３ 通 学模 型确 定最 佳燃烧 过 程和温 度 。 （ ）以燃 烧过 程 数 学模 型 为 基础 ， 行燃 烧 优 ４ 进
钢管制造有限公司热处理质量控制程序
钢管制造有限公司热处理质量控制程序1.目的热处理是本厂生产无缝钢管产品的特殊工序，应确保质量控制点得到监控，进而满足热处理要求。
2.适用范围本程序适用于本厂产品热处理的控制和管理。
3.职责3.1技术质量部组织编写热处理工艺文件，热处理责任人负责文件审核，热处理工艺文件及作业指导书由技术负责人批准。
3.2热处理责任人负责热处理过程的见证和监督工作，并对原始记录及自动记录进行审核签字确认。
3.3车间对热处理设备的日常管理负责，动力设备部负责组织设备的维护工作，设备责任人负责组织检查督促工作。
3.4 热处理责任人判定热处理结果，对热处理结果负责。
4. 热处理工艺评定要求4.1评定的提出4.1.1新材料投入生产时，由热处理责任人根据工艺情况提出评价方案；4.1.2新工艺应用于生产时，由热处理责任人提出评定方案，相关部门协助评定；4.1.3外部反馈存在较大热处理质量事故时，由技术质量部提出评定方案；4.1.4以前未涉及材料首次生产时，由热处理责任人提出评定方案；4.1.5产品质量出现较大波动时，由质保师提出评定方案；4.1.6其它认为应该进行热处理工艺评定时，由相关人员提出评定方案。
4.2评定准备4.2.1在接到评定通知后，热处理责任人准备评定的具体实施，并提出具体方案交质保师批准实施。
4.2.2由热处理工序负责实施，相关单位配合。
4.2.3在评定前，必须进行热处理过程确认，确保过程质量。
4.3评定程序4.3.1评定应达到的要求⑴新材料应用，应达到相应材料标准的最低要求；⑵新工艺应用，要达到相应工艺方案的最低要求；⑶外部反馈较大热处理质量事故，在达到杜绝质量事故的要求；⑷要达到图纸或技术规范的最低要求，产品质量出现较大波动，要达到质量稳定可靠；⑸其它热处理工艺评定要达到相应评定的最低要求。
4.3.2热处理工序按批准的工艺评定方案进行相应热处理。
4.3.3热处理责任人对整个工艺评定过程进行详细质量跟踪。
4.3.4试验检测⑴过程无误后，进行理化等相关试验、检测。
施耐德Vijeo Citect行业应用案例
安钢 2800 m 高炉监控系统3项目概述安阳钢铁集团有限公司炼铁厂原有 300 m 3 的高炉 5 座，380 m 3 的高炉 2 座，2200 m 3 高炉一座，总 共年生产能力 440 万吨。
考虑到与后续炼钢及轧钢系统的平衡，决定再建设一座炉容 2800 m 3 级的高 炉，设计年产生铁 225 万吨。
该工程主要包括主工艺线和公辅设施两大部分的自动化控制系统，各子系统具体如下：b 主工艺线：v 原燃料供应系统 (槽上系统) v 原燃料准备系统 (槽下系统) v 无钟炉顶装置及其水冷系统 v 高炉本体及粗煤气系统 v 高炉软水密闭循环系统 v 1# 和 2# 渣处理系统 v 热风炉系统 v 煤粉喷吹系统b 公辅设施：v 高炉煤气清洗系统 (比肖夫装置)； v 煤气余压发电装置 (TRT) v 锅炉房系统 v 鼓风机站v 主循环泵房水处理系统 v 鼓风机站水泵房 v 煤气洗涤水处理系统 v 原燃料设施除尘系统 v 出铁场除尘系统3系统架构高炉区域基础自动化系统由控制器、HMl人机界面、工程师站和工业以太网络组成；并提供与二级计算机系统的网络接口。
炼铁区和动力区两个区分开设置独立环网，并实现相互通信。
炼铁区部分网络结构图动力区部分网络结构图4功能简介安钢 2800 m 3 高炉的基础自动化系统设备选型采用了法国施耐德电气公司的 全系列产品，其中HMI 操作员站采用 Vijeo Citect 上位机软件实现对高炉主体 及公辅系统所有设备的数据采集、监视、报警记录、操作工艺设备和修改过 程参数等功能。
b 画面显示和打印功能：为了便于操作员对生产过程进行监视和操作，提供 以下几种画面：v 动态工艺流程图和操作画面v 控制回路显示画面(含设定值、过程变量、输出值的棒图和数值显示) v 各类设备的操作面板v 趋势曲线 (实时和历史)v 报警画面：可根据需要将画面打印出来，供技术人员分析使用。
v 系统诊断画面：包括单元、网络、模块的状态；详细内容在编程状态下 显示。
西门子S7_400与WinCC在镀锌退火炉控制系统中的应用
西门子S7_400与WinCC在镀锌退火炉控制系统中的应用【摘要】邯宝冷轧厂的产品未来将主要面向高档汽车板和家电板。
作为邯宝冷轧厂的重要生产部门，对其产品的技术性能有着非常严格的要求，这就需要对生产设备的各个参数有着非常精确的控制。
通过S7-400控制器及WINCC组态软件的应用，实现了集中可视化监控，保证了生产操作的可靠、稳定，大大减少了设备故障，为生产合格的冷硬卷奠定了基础。
【关键词】集中可视化监控镀锌退火炉冗余功能WinCC1 工艺流程镀锌线退火工艺段由立式退火炉、镀后冷却段、终冷段组成。
采用了利用烟气余热加热保护气体喷射预热带钢、全辐射管加热和均热、箱式窄缝喷嘴喷吹保护气体快速冷却和镀后空气喷射冷却等技术。
WinCC是西门子公司开发的基于Windows环境下解决生产和过程自动化、可视化信息显示的人机接口组态软件。
利用WinCC强大的图形编辑器功能可以实现镀锌生产线退火炉工艺流程图、参数设置图、历史曲线图、报警信息等各种画面的制作。
2 控制系统构成及网络通讯基础自动化控制系统中央处理器使用S7-400的PLC型号为CPU417-4，S7-400机架中配置以太p冗余功能通过在WinCC的Redundancy选项中激活冗余功能（Activate Redundancy）来实现。
WinCC项目配置为多用户模式（Multi-user），并且工作在时钟同步方式下，将该系统内所有具有时钟的站点都工作在相同的时间系统上。
运行过程中2台服务器（SE01，SE02）相互监控，当SE01发生故障时，所有的客户端自动进行切换，连接到正常运行的SE02。
当SE01上的故障处理完成后，在故障期间的归档记录会从SE02自动复制到SE01中，从而保证了服务器数据的同步。
4 监控操作画面的设计4.1 画面设计监控操作画面的制作原则是在实用、便于操作的前提下尽量保持美观。
系统画面主要由操作画面、报警画面、历史曲线画面组成。
根据镀锌加热炉的系统结构及程序结构将监控操作画面又划分为总体布局、烟气系统、冷却系统、燃烧系统、气氛控制系统、电加热系统、炉区供辅系统、合金化炉系统8个部分。
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。
可控硅、计算机控制系统在中频感应加热炉中的应用
感线圈 Ｌ 构成 ， 因为该套 中频电源 的功率较大 ， 所 以在电容器组 ｃ 和 电感线圈 Ｌ 组成并联谐振 回路 ， 与 串联 谐 振 回路 相 比较 ， 并 联谐 振 回路 具 有较 好 的负载适应能力和运行 比较可靠的优点 。 １ ． ２ 可控硅的参数计算 ４ 台钢管加热炉的功率均为 Ｐ ＝ １ ０ ０ ０ ｋ Ｗ， 设计 进线 电压为 ＝ ３ ８ ０ Ｖ ， 经计算可得如下数据 ： 直 流 电压 ： ＝ １ ． ３ ５ Ｕ ｅ ＝ ５ ０ ０ Ｖ； 直 流 电流 ： ， ｄ ＝Ｐ ／ Ｕ ｄ ＝ ２ ０ ０ ０ Ａ； 中频 电压 ： ＝ １ ． ５ ＝ ７ ５ ０ Ｖ ； 中频 电流 ： ， ＝Ｐ 。 ／ １ ． ４ １ ４Ｕ ＝ ９ ４ ２ ． ９ ５ Ａ； 整流硅额定电流 ： ， ｆ ＝ Ｏ ． ３ ８ Ｉ ／ ２ ＝ ３ ８ ０ Ａ ； 整流 硅额 定 电压 ： ＝ １ ． ４ １ ４ Ｕ ｅ ＝ ５ ３ ７ ． ３ ２ Ｖ； 逆变 硅额 定 电流 ： Ｉ ｆ ＝， ｓ ＝ ９ ４ ２ ． ９ ５ Ａ； 逆变硅额定电压 ： ＝ １ ． ４ １ ４ ＝ １ ０ ６ ０ ． ５ Ｖ ；
１ 中频 电源
１ ． １Байду номын сангаас 中频 电源主 回路
中频 电源主 回路 电气原理如图 １ 所示 ， 可控硅 Ｖ 。 ～ Ｖ ， Ｖ ～ Ｖ ． 分别构成两路 三相 全控桥 。这两个 完全相 同的整流部分并联连接成 十二脉波整流 ， 为逆变部分提供直 流能量 ， 从而构成 了单 台中频 电源。在此套系统中设计使用 ４ 台整流变压器 ， 每 台变压器与一台中频 电源一一对应。 逆变部分 由可控硅 Ｖ ， ～ Ｖ 如 及 电容器组 Ｃ 和电
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ 】 Ｍ ｅ ｄ ｉ ｕ ｍ￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ， ｔ ｈ ｙ ｒ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ， Ｐ Ｉ Ｃ ， ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｉ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
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PLC在 180无缝钢管厂环形加热炉的应用彭 玲(内蒙新联信息产业有限公司,内蒙古包头014010)摘 要:本文阐述了包钢 180无缝钢管厂环形加热炉PLC仪表控制系统的组成、系统特点、系统的主要功能,以及采用的控制思想和应用效果。
关键词:环形加热炉;PLC中图分类号:TP29 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2002)06-0025-041 环形加热炉概况包钢 180无缝钢管厂,现有一座环形加热炉,炉子有效直径长度35m。
最大入炉根数256根、最大出钢能力120根/h,使用的燃料为高焦炉混合煤气,烟道内设有空气预热器等余热回收装置,环形加热炉内有液压炉底系统、炉外有装料系统、出料系统、扇形辊道、出炉辊道、120个控制烧嘴等设备。
采用较先进的PLC实现烧钢。
2 P LC应用包钢 180无缝钢管厂引进了美国GE公司的PLC控制系统。
用于环形加热燃烧、空煤气低压切断、热风放散、掺冷风、循环水、炉膛压力等自动调节,同时实现的冷却水累积和煤气累积等管理,包括总量累积和班累积两项内容。
GE-PLC90-70具有先进的通讯功能,能对多种复杂的模拟量和数字量进行快速处理。
具有抗干扰性强、编程方便、成本低、可靠性高、适应现场环境能力强等优点,这套先进的PLC自动控制系统一经投入,就充分发挥其可靠性高,稳定性好的优点,使设备作业率大大提高,并且通过生产工艺过程的自动调节提高了各种工艺参数的控制时效性和控制精度,为节约燃料和提高烧钢质量、产量及降低烧损等方面取得了较好的效果。
自动控制系统的投入,大大减轻了工人的劳动强度,改善了生产环境。
3 系统硬件构成GE90-70由通讯环路(GENI US网)、操作接口单元(计算机)、过程控制单元(PLC)等几大部分组成。
(1)通讯环路:由双绞线电缆接头适配器组成,它是所有网上设备进行数据交换的高速公路,通讯速率为153K/S通讯最大距离为2300M。
(2)PLC过程控制单元主要由电源模块PW R713、通讯接口模块B TM713、GBC731、BE M711和控制运算模块及模拟量输入输出、开关量输入输出等模块组成。
它是实现控制策略的最重要组成部分。
操作接口单元是有普通微机加载GE公司的logcmaster90-70编成软件CIMPLICI TY绘图软件及通讯卡PCIM来实现的。
以下对各控制模块说明:网络接口模件(BE M731)可实现两个独立的PLC之间的数据交换,同时可通过PCIM卡实现与操作接口单元之间的数据交换。
控制模件C PU782有一个80386DX微处理器,工作频率为16MHZ,此外还有512K内存。
CP U782具有功能齐全的功能码库,可完成较复杂的控制方案。
第28卷第6期2002年12月包 钢 科 技Science&Technology of Baotou Steel(Group)CorporationVol.28,No.6December,2002收稿日期:2002-06-03作者简介:彭玲(1966-),女,内蒙古包头人,1991年毕业于内蒙古大学电子系电子学与信息系统专业,工程师,主要从事自动控制专业。
(1)在实现开关量控制时,C PU782与数字输入模块MDL241(DI)和MDL341(D0)相组合来实现控制策略。
MDL241有16点输入,输入电压为220V AC,MDL341有12点D0输出,输出电压为220V AC 。
(2)在实现模拟量控制时,CPU782与模拟量输入模块ALG230、ALG440和ALG320相组和来实现控制策略,ALG230为8通道(差动)AI 输入模块,可以接收4-20MA 、1-5VDC 的信号,输入量程每点都可以由用户单独设立,ALG440是一个16点(差动)AI 输入模块,是ALG230的扩展板,可以接收4-20MA 、1-5VDC 等信号,单用户只能设定同一量程。
(3)I/0扩展接口模块BE M713、BE M711是实现+RK1、+RK2、+RK3各槽之间的数据交换。
电源模块PW R7133为100W 输出电压有+-5VDC 、+-15VDC 。
4 控制思想及策略工业炉的燃烧控制系统的任务,一方面是保持炉温为设定值,从而使被加热的钢材得到均匀的符合轧制要求的温度;另一方面还要保证燃烧过程在最合适的空燃比下进行。
空燃比过高,钢材氧化、热损失增加;空燃比过低,使燃料不完全燃烧而产生黑烟,浪费燃料,污染环境。
因此燃烧控制系统是加热炉控制系统中最重要的环节。
(1)环形加热炉共有六个燃烧控制段,其中预热两段,加热两段,均热两段,环形加热炉要求升温速度快控制温度稳定。
我们主要采用以各断温度为主要参考对象,作为主调节回路,而后根据温度变化的实际情况来调节空气和煤气流量,以达到控制目的。
控制策略为单交叉限制式并列串级调节方法。
原理图如图1所示。
图1 控制原理图该系统特点是采用一个最大值选择器和一个最小值选择器,其目的是保证当炉温低于设定值,需要增加煤气时,空气先行。
当炉温高于设定值,需要减小煤气流量时,煤气先行。
以防止环境污染和节约气,因而得名交叉限制式。
如以上控制原理图图1所示,其具体动作过程如下[1]:炉温低于设定值时,温度调节器TIC 的输出信号X 增加,此时最大值选择器在煤气流量信号PV1 和TIC 的输出信号X 二者之间选择大者即选择X,以信号SP2对空气流量调节器FIC2进行设定,使空气流量增加。
最小值选择器选择TIC 的输出信号X 和空气流量信号PV2 1/ 二者中小者,PV2 1/ ,并对煤气流量调节器FIC1进行设定,使煤气流量随着空气流量的增加而增加,直到稳定状态,保持一定的空燃比,从而做到煤气增加时空气先行,防止浪费煤气和污染空气。
炉温高于设定值时,TIC 的输出信号X 减小,此时最小值选择器选择PV2 1/ 和TIC 的输出信号X 二者中小者即选择X,并以此对FIC1进行设定(X=SP1),使煤气流量减小。
这时最大值选择器选择X 于PV1 二者间大者即PV1 对FIC2进行设定;使空气流量随着煤气流量减少而减少,直到稳定状态,保持一定的空燃比做到煤气流量减小时煤气先行防止浪费煤气和污染空气。
这种系统的优点是具有较好的炉温调节功能,抗干扰能力强,保持空燃比的性能好等优点。
首先,我们可以从原理图中看出,在每次升温或降温过程中,都将空气煤气实际流量直接参与调整,可以清楚地看出,突出的部分、就是通过流量反馈和空燃比合理配比,判断出当前状态下,这样多的煤气需要多少空气,同时这样多的空气需要多少煤气,可以充分体现出该系统的稳定性和保持空燃比得性能好等优点。
(TIC)为温度调节器;(FIC1)为煤气流量调节器;(FIC2)为空气流量调节器;( )值为空气过剩系数;( )值为空燃比值;(SP)为设定值;(PV)为检测值;(MV)为输出值。
(2)在以上原理框架的基础上,根据环型加热炉的燃烧特点,为了更好地保证燃烧调节的稳定性,我们在温度控制环TIC 的输出X 之后加一个输出计时保持器来放慢计算机调节频率,以便更好地与执行检测装置相适应。
26包钢科技 第28卷原理图如图2:图2 原理图(T)为模拟量输出选通开关,当S3=1时,X1=S2当S3=0时,X1=S1,这样当计时器每隔5秒输出 1 时,X1才被X 刷新,否则X1=S1=X1(保持)。
另外,为了使执行机构即空气和煤气调节执行器在小范围内不波动,我们采用了在输出MV1和MV2加一个死区,即输出在+-5%内不调节。
这样做是为了减少执行器频繁动作,来执行器的使用寿命。
原理图(如图3):图3 原理图(T)为输出选择器,S3=1时,MV =S1=MV ,每次输出MV 都与上次输出MV 相比较,如果MV-MV >5%a=1,MV-MV <-5%b=1,通过C 来选择是否输出。
(3)循环水控制控制要求:当水温大于50度时全部打开三电磁阀加水,加大冷却速度、直到水温小于50度时关断其中两个电磁阀,保持一个电磁阀正常工作。
控制原理(如图4):当水温低于50度时,线圈M1=1,这时线圈M1=1,M1常闭点=1,电磁阀(T)正常工作加水,当水温高于50度时,线圈M2=1、M3=1,这时三个电磁阀全部打加速供水、快速冷却,直到水温低于50度关闭两个电磁阀,循环水常态工作。
图4 控制原理5 操作单元(1)环形加热炉部分的控制是由仪控系统、电控系统两部分组成。
(2)操作站是人机联系的设备,操作人员可以在这里进行操作控制,参数修改,调用画面,或控制打印、制表、拷贝等。
当某个信号产生报警时,可以从操作站的CRT 上立即显示出来,以便使操作员准确判断出报警装置的状态。
(3)仪控系统本身是一个完整的系统,它既可以独立工作,也可以在上位过程计算机控制工作。
(4)电控系统它控制以下几个方面:扇形辊道、输出辊道、液压控制炉底系统、装料机系统、出料机系统。
它是一个独立的控制站,没有操作站。
(5)关于PLC 应用软件使用GE Fanuc 基于WINDOWS NT 、WI NDOWS 95、WINDOWS98的环境。
GE90-70应用软件DOS 环境下应用CIMPLICI TY HMI 软件是灵活的可伸缩的,它可以用于单一的人机界面到完全网络化的监督控制和数据采集系统。
CIMPLICI TY 、HMI 是由操作站和CRT 组成的基于客户服务器体系结构的系统。
它可以用于:状态监视和控制、图形组态、数据采集、可使用操作站选项、连接到CRT 上。
综上所述,我们编辑了13个控制流程图对环型加热炉进行各种显示和控制操作。
它们分别是:环形加热炉控制总貌图环形加热炉设备检测流程图环形加热炉控制点图表环形加热炉各段温度控制图环形加热炉预热一段控制图环形加热炉预热二段控制图环形加热炉加热一段控制图环形加热炉加热二段控制图27第6期 PLC 在 180无缝钢管厂环形加热炉的应用环形加热炉均热一段控制图环形加热炉均二段控制图环形加热炉炉膛压力控制图环形加热炉热风放散控制图环形加热炉掺冷风控制图 以加热一段控制图为例(见图5)图5 加热一段控制图说明:(1)控制图是操作员根据现场具体情况来调整的。
(2)图中有三块模拟表分别为温度、空气、煤气,计算机和手操器之间的联系一定要注意手操器上自动手动状态。
自动情况下跟踪计算机,手动情况下不跟踪计算机。
(3)操作员要根据现场的情况是否要投入自动、手动。
手动情况下,计算机不参与调节输出时由操作员通过计算机手动设定给出。
投自动首先看计算机输出阀位和现场反馈是否跟踪的情况下,再投入自动。
计算机自动调节,操作员不必干预输出。
只需要设定空燃比、温度。
现场检测装置出现故障时,计算机自动进入手动状态锁定。
空燃比在控制程序中以设值保护限制,限制值(1-4)。