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    中国福彩重庆时时彩: 海绵铁隧道窑温度自动控制方法及其装置.pdf

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    海绵 隧道窑 温度 自动控制 方法 及其 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510111380.0

    申请日:

    2015.03.13

    公开号:

    CN104714573A

    公开日:

    2015.06.17

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G05D 23/20申请公布日:20150617|||实质审查的生效IPC(主分类):G05D 23/20申请日:20150313|||公开
    IPC分类号: G05D23/20 主分类号: G05D23/20
    申请人: 武汉钢铁(集团)公司
    发明人: 杨培; 张刚; 汪晖
    地址: 430080湖北省武汉市武昌友谊大道999号A座15层
    优先权:
    专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司42104 代理人: 胡镇西; 陈懿
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510111380.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.03.27|||2015.07.15|||2015.06.17

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种海绵铁隧道窑温度自动控制方法,步骤如下:1)单片机上设置隧道窑温度理想设定值;2)温度传感器将隧道窑温度信号传给单片机;3)单片机把隧道窑温度信号值与隧道窑温度理想设定值进行比较,经PID运算,通过控制电动执行器,电动执行器控制烧嘴的煤气流量,实现隧道窑温度自动控制。本发明还公开了一种海绵铁隧道窑温度自动控制装置,包括烧嘴,还包括采集烧嘴信号温度信号的温度传感器,温度传感器与单片机的信号输入端相连,单片机的信号输出端与电动执行器的信号输入端相连,电动执行器的信号输出端与烧嘴的电动控制闸阀相连。本发明温度控制精度高、隧道窑煤气消耗低、总生产成本低,可广泛应用于海绵铁生产技术领域。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种海绵铁隧道窑温度自动控制方法,其特征在于:包括如下步骤:
    1)在单片机(3)上设置隧道窑温度理想设定值;
    2)利用温度传感器(2)将实时检测到的隧道窑温度信号传给单片机(3);
    3)用单片机(3)把检测到的隧道窑温度信号值与隧道窑温度理想设定值进行比较,经PID运算,通过输出控制信号控制电动执行器(4),所述电动执行器(4)控制烧嘴(1)中的煤气流量,实现隧道窑温度自动控制。

    2.  根据权利要求1所述的海绵铁隧道窑温度自动控制方法,其特征在于:它还包括如下步骤:
    4)用单片机(3)将检测到的隧道窑温度信号传给PLC(5),然后由PLC(5)实施数据记录、报表打印、动态模拟、实时报表、显示历史趋势的功能。

    3.  根据权利要求2所述的海绵铁隧道窑温度自动控制方法,其特征在于:所述PLC(5)和单片机(3)通过RS485通讯方式进行通信。

    4.  根据权利要求1至3中任一项所述的海绵铁隧道窑温度自动控制方法,其特征在于:它还包括如下步骤:
    5)所述电动执行器(4)失效或紧急情况下,通过手动控制闸阀(6)控制烧嘴(1)中的煤气流量,实现隧道窑的温度控制。

    5.  根据权利要求1至3中任一项所述的海绵铁隧道窑温度自动控制方法,其特征在于:所述温度传感器(2)为热电偶,所述电动执行器(4)为电动比例调节阀。

    6.  一种为实现权利要求1所述方法而设计的海绵铁隧道窑温度自动控制装置,包括布置于隧道窑内还原段两侧的烧嘴(1),其特征在于:还包括采集烧嘴(1)温度信号的温度传感器(2),所述温度传感器(2)与单片机(3)的信号输入端相连,所述单片机(3)的 信号输出端与电动执行器(4)的信号输入端相连,所述电动执行器(4)的信号输出端与烧嘴(1)的电动控制闸阀相连,从而控制烧嘴(1)的开度大小。

    7.  根据权利要求6所述的海绵铁隧道窑温度自动控制装置,其特征在于:还包括PLC(5),所述PLC(5)的信号输入输出端与单片机(3)的信号输入输出端相连,所述烧嘴(1)、温度传感器(2)和单片机(3)一一对应设置有多套,所述PLC(5)设置有一个。

    8.  根据权利要求7所述的海绵铁隧道窑温度自动控制装置,其特征在于:所述PLC(5)和单片机(3)通过RS485通讯方式进行通信。

    9.  根据权利要求8所述的海绵铁隧道窑温度自动控制装置,其特征在于:还包括与烧嘴(1)的电动控制闸阀串联相连的手动控制闸阀(6)。

    10.  根据权利要求6至9中任一项所述的海绵铁隧道窑温度自动控制装置,其特征在于:所述温度传感器(2)为热电偶,所述电动执行器(4)为电动比例调节阀。

    说明书

    说明书海绵铁隧道窑温度自动控制方法及其装置
    技术领域
    本发明涉及海绵铁生产技术领域,具体地指一种海绵铁隧道窑温度自动控制方法及其装置。
    背景技术
    上世纪70年代国内开始利用隧道窑生产海绵铁。因技术条件、产能、市场需求等因素的制约,当时所设计和使用的隧道窑往往规模不大,以小型为主,能耗较高。进入2000年以后,随着中国铁粉市场规模的持续扩大,以及新兴炼钢海绵铁市场的形成,大型隧道窑的数量不断增多。
    传统海绵铁隧道窑分三个功能段:预热段、还原段和冷却段。在还原段两侧布置两排烧嘴,可燃气体(一般为煤气)通过烧嘴与助燃风混合后燃烧以加热隧道窑。此过程主要依靠人工调温技术控制,即看火工完全凭借经验,根据火焰的颜色来判断温度的高低调节煤气流量控制阀门,以保证隧道窑的温度达到生产工艺的要求。由于看火工技能水平的差异以及人工操作产生的误差,不仅易出现产品欠烧、过烧等质量问题,还会造成煤气资源浪费。此外,隧道窑的烧嘴数量多、调温工作量大,要保持连续性生产,必须配备较多的人员,故人工成本较高。随着能源价格、人力成本的上升以及市场对产品质量要求的提高,隧道窑的成本及产品质量问题日益凸显,成为企业发展、产业升级必须突破的瓶颈。
    发明内容
    本发明的目的就是要提供一种温度控制精度高、隧道窑煤气消耗低、总生产成本低的海绵铁隧道窑温度自动控制方法及其装置。
    为实现上述目的,本发明所设计的海绵铁隧道窑温度自动控制方法,包括如下步骤:1)在单片机上设置隧道窑温度理想设定值;2) 利用温度传感器将实时检测到的隧道窑温度信号传给单片机;3)用单片机把检测到的隧道窑温度信号值与隧道窑温度理想设定值进行比较,经PID运算,通过输出控制信号控制电动执行器,所述电动执行器控制烧嘴中的煤气流量,实现隧道窑温度自动控制。
    作为优选方案,它还包括如下步骤:4)用单片机将检测到的隧道窑温度信号传给PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器),然后由PLC实施数据记录、报表打印、动态模拟、实时报表、显示历史趋势的功能。
    进一步地,所述PLC和单片机通过RS485通讯方式进行通信。
    再进一部地,它还包括如下步骤:5)所述电动执行器失效或紧急情况下,通过手动控制闸阀控制烧嘴中的煤气流量,实现隧道窑的温度控制。
    更进一步地,所述温度传感器为热电偶,所述电动执行器为电动比例调节阀。
    本发明所设计的一种海绵铁隧道窑温度自动控制装置,包括布置于隧道窑内还原段两侧的烧嘴,还包括采集烧嘴温度信号的温度传感器,所述温度传感器与单片机的信号输入端相连,所述单片机的信号输出端与电动执行器的信号输入端相连,所述电动执行器的信号输出端与烧嘴的电动控制闸阀相连,从而控制烧嘴的开度大小。
    作为优选方案,还包括PLC,所述PLC的信号输入输出端与单片机的信号输入输出端相连,所述烧嘴、温度传感器和与单片机一一对应设置有多套,所述PLC设置有一个。
    进一步地,所述PLC和单片机通过RS485通讯方式进行通信。
    再进一部地,还包括与烧嘴的电动控制闸阀串联相连的手动控制闸阀。
    更进一步地,所述温度传感器为热电偶,所述电动执行器为电动比例调节阀。
    本发明的工作原理是这样的:温度传感器采集到的温度数据传送给单片机,单片机通过PID运算后给电动执行器一个控制信号从而控 制隧道窑还原段两侧烧嘴的煤气流量,进而控制隧道窑的温度。PLC的主要功能为编写PLC程序、数据记录及报表打印。
    综上所述,本发明的优点在于:
    1)温度控制的精度一般达到±3℃,且稳定性和均匀性较好,减少二次氧化,提高海绵铁质量;
    2)避免因人工误差造成的产品欠烧和过烧问题,有效保障海绵铁的质量;
    3)隧道窑所需煤气流量由平均1550m3/h下降到平均1450m3/h,节省隧道窑煤气消耗6%;
    4)每个调温班职工由3名减少到2名,共减少4名调温工,每年可节省人工成本20万元。
    附图说明
    图1为本发明海绵铁隧道窑温度自动控制装置的结构示意图;
    图2为本发明海绵铁隧道窑温度自动控制方法的流程示意图。
    具体实施方式
    以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述:
    参见图2,本发明一种海绵铁隧道窑温度自动控制方法,包括如下步骤:
    1)在单片机3上设置隧道窑温度理想设定值;
    2)利用温度传感器2将实时检测到的隧道窑温度信号传给单片机3;
    3)用单片机3把检测到的隧道窑温度信号值与隧道窑温度理想设定值进行比较,经PID(比例(proportion)、积分(integration)、微分(differentiation))运算,通过输出控制信号控制电动执行器4,所述电动执行器4控制烧嘴1中的煤气流量,实现隧道窑温度自动控制;
    4)所述单片机3将检测到的隧道窑温度信号传给PLC5,然后由PLC5实施数据记录、报表打印、动态模拟、实时报表、显示历史趋势的功能。
    5)所述电动执行器4失效或紧急情况下,通过手动控制闸阀6控制烧嘴1中的煤气流量,实现隧道窑的温度控制。
    所述PLC5和单片机3通过RS485通讯方式进行通信。
    所述温度传感器2为热电偶,所述电动执行器4为电动比例调节阀。
    参见图1,本发明海绵铁隧道窑温度自动控制装置,包括布置于隧道窑内还原段两侧的烧嘴1,,还包括采集烧嘴1温度信号的温度传感器2,所述温度传感器2与单片机3的信号输入端相连,所述单片机3的信号输出端与电动执行器4的信号输入端相连,所述电动执行器4的信号输出端与烧嘴1的电动控制闸阀相连,从而控制烧嘴1的开度大小。
    海绵铁隧道窑温度自动控制装置,还包括PLC5,所述PLC5的信号输入输出端与单片机3信号输入输出端相连的,所述烧嘴1、温度传感器2和与单片机3为一一对应设置有多套,所述PLC5设置有一个。
    本发明海绵铁隧道窑温度自动控制装置,还包括与烧嘴1的电动控制闸阀串联相连的手动控制闸阀6。
    本发明的温度的控制与检测采用集散控制结构形式,即由PLC5和单片机3组成集散控制系统。窑内温度靠自动调节还原段两侧的烧嘴煤气流量来控制。其特征如下:
    1)PLC5和单片机3之间采用RS485方式进行通信,由PLC5把温度烧成曲线下载到单片机3,由单片机3进行温度自动控制;
    2)现场热电偶检测到温度信号传给单片机3,再由单片机3传给PLC5,然后由PLC5实施数据记录及报表打印功能,同时还可进行动态模拟图、实时报表、历史趋势的显示;
    3)单片机3把检测到的温度与设定值进行比较,经PID运算,通过输出控制信号控制每组煤气总支管电动比例调节阀,实现温度自动控制;
    4)集散控制结构,具有集中管理与分散控制的功能,克服单纯 仪表控制时人机界面不直观及单纯计算机控制时“一点故障则全部瘫痪”的缺点;
    5)该系统能够实现:某一温度回路发生故障,不影响其他回路的正常运行;单片机3发生故障,不影响各控制回路在智能仪表的控制下运行;
    6)隧道窑温度波动可以控制在±5℃以内,提高工艺稳定性;
    7)操作人员仅在操作控制室即可完成生产工艺调整,无需再到现场调节烧嘴1煤气流量控制阀门。

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