铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107957080A(43)申请公布日2018.04.24(21)申请号201610908277.3(22)申请日2016.10.17(71)申请人广东兴发铝业有限公司地址528061广东省佛山市禅城区南庄镇人和路23号(72)发明人梁鹏罗铭强聂德键陈树钦黄和銮(74)专利代理机构北京申翔知识产权代理有限公司11214代理人艾晶(51)Int.Cl.F23N5/00(2006.01)G05D23/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统(57)摘要本发明一种铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统，其主要功能是加热铝棒用于铝型材挤压。系统包括燃烧部分和电气控制部分，燃烧部分由天然气系统、空气系统、阀门控制系统和火枪组成，电气控制部分由可编程控制器PLC和温度传感器组成。在铝棒加热过程中，通过PLC中的温度测量模块对炉内温度进行检测，比较炉内温度与设定温度的差距，根据温差信号利用控制输出模块来控制火枪火焰的大小，从而实现燃烧系统的自动控制。此外，为了实现迅速加温又不会造成铝棒融化，提出了两阶段的控制方案。该系统不仅可以根据加热炉内温度对燃烧温度进行实时控制，还可以通过时变速积分PID控制方案节省能源消耗，达到节能减排的目的。CN107957080ACN107957080A权利要求书1/1页1.铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统，其特征在于：包含燃气管道和空气管道，及设置于空气管道和燃气管道交接处的组合火枪；所述燃气管道上设置燃气过滤器，减压阀，燃气总电磁阀，点火电磁阀，大火电磁阀；其中，所述点火电磁阀和大火电磁阀分别控制两路燃气管道，两路燃气管道自燃气总电磁阀分开，并于组合火枪处合并；所述空气管道上设置蝶阀和电动执行器。2.如权利要求1所述的铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统，其特征在于，还包括可编程控制器PLC、温度传感器；所述可编程控制器PLC包含温度测量模块和输出控制模块；所述温度传感器连接于加热炉与温度测量模块之间，输出控制模块连接至电气执行器；所述温度传感器采集加热炉内温度数据，并将温度数据传递至温度测量模块；所述输出控制模块连接于电气执行器，所述输出控制模块根据温度测量模块传入的温差信号，将温差信号转换为控制电动执行器的电流输出。3.如权利要求2所述的铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统，其特征在于，所述温度测量模块是根据温度传感器测量出加热炉内温度值ct，以及给定的温度值rt，根据公式et＝rt-ct计算温度差值。4.如权利要求3所述的铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统，其特征在于，所述输出控制模块采用两阶段的控制算法：在当前温度与目标温度值相差大于阈值α时，启用开关控制，即全功率加热；当目标温度与当前值的差值在阈值α以内时，再采用变速积分PID算法进行控制参数的整定。2CN107957080A说明书1/4页铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统技术领域[0001]本发明涉及一种铝棒加热炉燃烧温度自动控制技术领域。背景技术[0002]铝型材生产企业属于高能耗、高排放制造企业，挤压生产的成本控制是企业关注的重点问题之一。铝棒加热炉是挤压生产线中能耗最大的一个环节，因此降低加热炉的能耗，可以保证挤压生产稳定、经济地运行，实现节能减排的目的。[0003]目前铝棒加热炉温度控制系统大部分采用传统的继电器控制技术，由于生产现场环境复杂，对温度的影响因素是多方面的。因此采用固定接线的继电器控制系统，不仅存在控制系统体积大、耗电多、效率低等缺点，还易出故障导致生产无法正常运行，传统的继电器控制技术必然被性能更好的PLC控制技术所取代。此外，温度控制存在大惯性、带有滞后性等特点，传统的PID控制算法精度不高，为了提高系统控制精度，需要对PID控制算法进行改进。发明内容[0004]本发明目的在于，提出一种应用于铝棒加热炉的燃烧温度自动控制系统，系统不仅可以实时地测量加热炉内的温度，并可以根据PLC控制系统实现温度自动控制。[0005]为达此目的，本发明铝棒加热炉燃烧温度自动控制系统，首先包含燃气管道和空气管道，及设置于空气管道和燃气管道交接处的组合火枪；所述燃气管道上设置燃气过滤器，减压阀，燃气总电磁阀，点火电磁阀，大火电磁阀；其中，所述点火电磁阀和大火电磁阀分别控制两路燃气管道，两路燃气管道自燃气总电磁阀分开，并于组合火枪处合并；所述空气管道上设置蝶阀和电动执行器。[0006]如此设置，可以实现全预混方式进行燃烧，所以加热炉的燃烧功率相当高，能使铝棒迅速加温，并且处于最佳燃烧状况，既节能又环保。[0007]其次，本发明包含燃烧温度自动控制电气系统，其包括：可编程控制器PLC、温度传感器；所述可编程控制器PLC包含温度测量模块和输出