蓄熱式燃氣加熱鍛造爐控制系統(tǒng)研究.pdf

1、蓄熱式燃氣加熱鍛造爐作為主要的生產(chǎn)設備，廣泛應用于軋鋼生產(chǎn)中。但是傳統(tǒng)的加熱鍛造爐的控制系統(tǒng)大多采用手動控制，考慮更多的是工人的熟練程度和認真程度，不能保證整個系統(tǒng)的快速響應，影響控制的準確性和穩(wěn)定性，并且燃料大多以煤粉為主，燃燒產(chǎn)生的 NOX極易對環(huán)境產(chǎn)生污染。因此本文針對這些問題對蓄熱式燃氣加熱鍛造爐的控制系統(tǒng)進行研究，采用日本歐姆龍公司的CP1E系列的PLC與威綸通的人機界面相結合的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制，并且采用燃氣作為加熱爐

2、的燃料，不僅節(jié)約能源而且降低污染。
　　基于蓄熱式高溫空氣燃燒技術介紹了蓄熱式燃氣加熱鍛造爐工作的基本原理，設計了控制系統(tǒng)硬件的總體結構，對蓄熱式燃氣加熱鍛造爐爐體和蓄熱室進行了設計，并且對傳感器、變頻器、比例電磁閥以及其它元器件進行了選型。
　　研究了蓄熱式燃氣加熱鍛造爐的控制策略，主要包括換向控制、燃燒控制和空燃比系統(tǒng)優(yōu)化控制。針對換向控制的概念，將換向控制分為兩部分：手動換向和自動換向。并且通過對影響換向時間因素的分析

3、，建立數(shù)學模型得出換向時間與余熱回收效率之間的關系，確定了最佳的換向時間。
　　針對燃燒控制的方式，分析了適用于加熱鍛造爐的脈沖燃燒方式，介紹了脈沖燃燒的基本原理以及脈沖點火的過程，設計了整個蓄熱式燃氣加熱鍛造爐的時序燃燒控制，能夠更有效的控制加熱爐的溫度。
　　針對空燃比的概念，對蓄熱式燃氣加熱鍛造爐的燃燒機理進行分析，設計了尋找最佳空燃比的兩種方法，基于燃氣熱值和煙氣含氧量空燃比分析和基于極值尋優(yōu)的空燃比分析，并且經(jīng)過實

4、驗驗證確定了最優(yōu)空燃比。
　　對蓄熱式燃氣加熱鍛造爐控制器 PLC進行了選型，對輸入輸出點進行分配，設計了電氣控制系統(tǒng)的主回路，設計了變頻器、壓力傳感器、氧含量傳感器與模擬量輸入輸出模塊之間的硬件電路以及PLC與溫控表通訊的硬件電路；完成了PLC控制系統(tǒng)軟件的設計，主要包括鼓風機和引風機啟停轉(zhuǎn)速控制、空壓機啟停、爐門升降、吹掃控制、點小火控制、點大火控制、爐溫控制以及PLC與溫控表之間的通訊協(xié)議。
　　完成了蓄熱式燃氣加熱鍛