步进式加热炉温度控制系统设计及实现

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1、山西冶金118SHANXIMETALLURGYNo．2。20O9文章l编号：1672_l152(20o9)O2-oo24-03步进式加热炉温度控制系统设计及实现王腊梅(酒泉钢铁(集团)有限责任公司，甘肃嘉峪关735100)摘要：介绍了板坯加热炉温度自动控制系统的设计与实现，详细阐述了两级计算机系统的配置和自动控制功能。系统已应用于生产现场，取得了良好的经济效益。关键词：步进式加热炉温度控制系统’中图分类号：TG307文献标识码：A收稿日期：2o09一O2一l2随着现代化工业生产对钢材需求量的日益增计7个燃烧控制区：预热区、上加热

2、区、下加热区、左上加，加热炉在现代热轧厂中发挥着越来越重要的作均热段、右匕均热段、左下均热段、右下均热段。用。在连续式加热技术中，步进式加热炉由于其出钢2．1一级控制系统的主要功能板坯温度均匀，已被广泛采用。酒泉钢铁(集团)有为了实现加热炉温度控制目的，加热炉一级控限责任公司(以下简称酒钢)炉卷工程技术改造项制系统的主要控制功能：炉温控制、助燃风机控制、目：板坯加热炉采用步进式连续加热炉(以下简称炉压控制、热空气调节系统(放散风系统)、换热器加热炉)。其由重庆塞迪工业炉有限公司设计，作用保护系统(稀释风系统)。是以与轧机相匹配的

3、速度把钢坯加热到目标出炉温(1)炉温控制。炉温控制采用双交叉限幅燃烧度后，送往轧机进行轧制。加热炉的主要技术指标为控制系统。双交叉限幅燃烧控制系统构成的基础是加热温度，而加热温度是否均匀，直接影响生产的正炉温与燃料流量和空气流量构成并列串级控制系常运行。采用二级计算机优化控制系统可以对板坯统，然后在空气流量调节回路和燃料流量调节回路温度进行预测，实现温度控制的均匀性，最终提高产中各自设有一个高值选择器和低值选择器及一些运品的质量。算单元【¨。双交叉限幅控制见图l。1步进式加热炉温度自动控制方案加热炉温度控制系统由一级基础控制和二

4、级模型运算两部分组成。一级基础控制由PLC完成；二级模型运算通过二级服务器完成。一级基础控制系统将当前与加热炉控制有关的重要参数送给加热炉二级。如，炉内各个燃烧区段的温度、煤气压力、温度、流量、空气的温度等。二级模型运算系统根据一级传上来的实时数据，按照一定的模型进行运算，并得出当前加热炉各个区段的温度的最佳加热目标，并将目标值回传给一级基础控制系统。一级系统根据二级传来的设定值，对各个区段的具体加热控制进行调整，以达到二级给定的设定值。2步进式板坯温度自动控制系统助燃空气混合煤气加热炉温度控制一般分为预热段、加热段和均热图1双

5、交叉限幅控制段三个燃烧控制段。根据工艺控制要求，酒钢加热炉设(2)风机控制。风机控制系统的输入信号为热风压力，其通过一个PID控制器来调节助燃风机出作者简介：王腊梅(1972一)女，酒泉钢铁(集团)有限责任公司碳钢薄板厂工程师。Tel：0937—6713531，E—mail：口冷风总管上的压力调节阀，控制热风管内的压力w蚰d啪eiiumg．c0m与设定压力一致。压力检测装置用压力变送器，来检2o09年第2期王腊梅：步进式加热炉温度控制系统设计及实现测实际的热风压力，实际热风压力反馈到控制系统(4)必要的在炉时间计算。当进行炉温设

6、定值进行闭环调节。计算时，仅靠改变加热炉各段的温度仍然不能达到(3)炉压控制。炉压控制是通过在均热段进行目标温度的要求时，就只有修改板坯的在炉时间，控取压，控制由在烟道换热器后的烟道闸板的开口度制板坯的出炉节奏。来实现。炉压控制系统的输入值为炉膛压力设定值，(5)出炉温度控制。通过对加热炉各段炉温的通过压力PID控制器进行控制。PID控制器的输出设定及板坯在炉内停留时间的调整，控制板坯在加值为烟道闸板的开度，通过压力变送器检测实际的热炉每段末端的温度，最终实现准确控制出炉温度炉压，并把此信号反馈到控制系统进行闭环调节。当和均匀度

7、的目的。炉压发生变化时，PID连续控制。(6)停炉处理。由于某种原因要求加热炉停止(4)热风放散控制。用一个PID控制器控制热出钢时，操作人员输入停止开始时间和停止结束时风放散阀的开度。当检测到的实际热风温度低于设间，计算机自动决定停炉期间的加热炉各段的温度定的温度值时，加热炉处于正常工作状态，此时热风模式，以便既能节省燃料又能保证在停炉结束时进放散阀处于全关闭状态；当热风温度高于设定值时，行正常生产。系统自动进入调节放散状态，热风放散阀自动打开，(7)自学习。根据数学模型的计算值和实际值PID连续控制，保持热风温度稳定。进行比

8、较，可对轧制节奏时间、预计的下一块板坯的(5)烟道温度控制。设计采用稀释风控制方案出炉时间及必要的板坯在炉时间等进行自学习。来实现此功能，在换热器的入口设置热电偶对温度3温度自动控制系统的实现进行测量，用一个PID温度控制器控制掺冷风阀的酒钢加热炉整个控制系统的