CN102736646A - 一种天然气加热炉温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气加热炉温控系统，其包括热电偶、烧嘴、温度仪、计算机、控制电路、比例阀和电磁阀，热电偶与温度仪相连，温度仪分别与计算机和控制电路连接，控制电路分别与计算机、比例阀和电磁阀相连，比例阀、电磁阀与烧嘴连接，电磁阀与天然气罐相连。该温控系统可以精确控制加热炉的温度，使其保持稳定。

Description

一种天然气加热炉温控系统

技术领域

本发明涉及一种温度控制系统。

背景技术

锻造加工是制造风电、火电或核电等设备的重要方法之一。锻造加工的过程主要是把金属材料经过重油炉或电炉的加热至改变金属材料物性的温度后，以冲床机械设备冲压加工，现在天然气加热炉已经越来越多的应用于锻造加热领域，而温度控制系统是其非常重要的组成部分之一。

现有的天然气加热炉温度控制系统一部分采用PID控制规律的电子调节器，由于天然气炉的复杂特性以及强干扰、时滞大等因素使炉膛温度难以精确控制、温度波动较大，不能满足对温度控制精度小于等于5～7℃的热处理要求，影响了热处理质量。为保证最低温度值，通常调高温度设定值，则易造成工件烧损和天然气消耗增加。另外，加热炉的体积较大，其内部腔室各个位置的温度存在很大的差异，甚至每个垂直面的温度都有很大的不同，因此不能具体判断加热炉的绝对温度，很难实现加热炉温度的精确温度测量，从而造成加热炉内部温度曲线不合理，控温精度不高，达不到工艺要求，其内部温度分布很难与工艺设定预期相一致，容易造成生产产品的质量不达标。

发明内容

本发明公开了一种天然气加热炉温控系统，其可以精确控制加热炉的温度，保持稳定。

本发明的天然气加热炉温控系统包括热电偶、烧嘴、温度仪、计算机、控制电路、比例阀和电磁阀，热电偶与温度仪相连，温度仪分别与计算机和控制电路连接，控制电路分别与计算机、比例阀和电磁阀相连，比例阀、电磁阀与烧嘴连接，电磁阀与天然气罐相连；其中，

控制电路包括电容C1-C4、可控硅D1-D2、电阻R1-R6、整流二极管V1-V7、电位器KW1、保险FR1-FR2、控制回路接入端A、控制回路接入端B，接触器线圈接入端C及接触器线圈接入端D，可控硅D1的正极通过保险FR1与控制回路接入端A连接，可控硅D1的负极与整流二极管V3的负极、V4的正极连接，可控硅D1的负极通过保险FR2与电容C2、电阻R2连接，电容C2和电阻R2在并连后与电容C1、电阻R1连接；电容C1和电阻R1在并连后与可控硅D1的正极连接，可控硅D1的控制极与整流二极管V1的负极连接，整流二极管V1的正极与可控硅D2的负极连接，电阻R3跨接在可控硅D2的正极和可控硅D1的正极之间，电容C3跨接在可控硅D2的正极和可控硅D1的正极之间，可控硅D2的控制极通过电阻R6与电位器KW1的输出端连接，可控硅D2的正极通过电阻R4与整流二极管V2的正极连接；整流二极管V2的负极通过电容C4与电位器KW1的输入端连接，电阻R5并连在电容C4的两端，电位器KW1的输入端与电位器KW1的调节端连接；整流二极管V3的正极与整流二极管V7的正极，整流二极管V5的正极，接触器线圈接入端C连接；整流二极管V4的负极与整流二极管V6的负极，整流二极管V7的负极，接触器线圈接入端D连接；整流二极管V5负极与整流二极管V6的正极，控制回路接入端B连接。

附图说明

图1是本发明的天然气加热炉温控系统的结构示意图。

图2是本发明的天然气加热炉温控系统的控制电路的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明的天然气加热炉温控系统进一步详细说明。

如图1所示，本发明的天然气加热炉温控系统1包括热电偶2、烧嘴3、温度仪4、计算机5、控制电路6、比例阀7和电磁阀8，所述热电偶2与温度仪4相连，所述温度仪4分别与计算机5和控制电路6连接，所述控制电路6分别与计算机5、比例阀7和电磁阀8相连，所述比例阀7、电磁阀8与烧嘴3连接，所述电磁阀8与天然气罐9相连。

如图2所示，控制电路6包括电容C1-C4、可控硅D1-D2、电阻R1-R6、整流二极管V1-V7、电位器KW1、保险FR1-FR2、控制回路接入端A、控制回路接入端B，接触器线圈接入端C及接触器线圈接入端D，可控硅D1的正极通过保险FR1与控制回路接入端A连接，可控硅D1的负极与整流二极管V3的负极、V4的正极连接，可控硅D1的负极通过保险FR2与电容C2、电阻R2连接，电容C2和电阻R2在并连后与电容C1、电阻R1连接；电容C1和电阻R1在并连后与可控硅D1的正极连接，可控硅D1的控制极与整流二极管V1的负极连接，整流二极管V1的正极与可控硅D2的负极连接，电阻R3跨接在可控硅D2的正极和可控硅D1的正极之间，电容C3跨接在可控硅D2的正极和可控硅D1的正极之间，可控硅D2的控制极通过电阻R6与电位器KW1的输出端连接，可控硅D2的正极通过电阻R4与整流二极管V2的正极连接；整流二极管V2的负极通过电容C4与电位器KW1的输入端连接，电阻R5并连在电容C4的两端，电位器KW1的输入端与电位器KW1的调节端连接；整流二极管V3的正极与整流二极管V7的正极，整流二极管V5的正极，接触器线圈接入端C连接；整流二极管V4的负极与整流二极管V6的负极，整流二极管V7的负极，接触器线圈接入端D连接；整流二极管V5负极与整流二极管V6的正极，控制回路接入端B连接。

本发明的天然气加热炉温控系统的原理是：燃烧的温度控制由热电偶2采集炉膛1内部的温度信号传送到温度仪4，温度仪4再将控制信号(PID)传送到控制电路6，控制电路6通过自主开发的程序进行总体的测控，信号输入到控制电路6内的比较器，比较器的输出接控制电路6内的信号发生器，信号发生器的输出接比例阀7。控制电路6将温度传感器检测到的炉内温度与预先设定的温度进行比较，如果前者较小，控制电路6即输出正信号，使得接空气天然气管道9的电磁阀8开启程度变大，烧嘴3喷出的火焰即增大；反之，如果前者较大，控制电路6即输出负信号，使得烧嘴3喷出的火焰即减小。不间断的调节天然气火焰的大小控制炉膛1内部的温度。当炉膛1内部出现堵料或长时间进料滞后时，在烧嘴3调节到最小火焰时也仍然超温，此时本控制系统将锁定最小火焰，把比例控温自动转换成脉冲燃烧(脉冲燃烧即：同一个区有几个烧嘴，在转换到脉冲燃烧的时候，几个烧嘴3轮流间断的打开)达到精确控温的目的。同时控制电路6与计算机5通讯，计算机5读取控制电路6内部的数据，将数据显示在计算机5上，使操作工人直观的观察炉内的情况，根据工艺要求调节温度，达到精确的温度工艺效果。

当控制回路启动时，在控制回路接入端A和控制回路接入端B之间加上220V交流电，交流接触器接触器线圈连接在接触器线圈接入端C与接触器线圈接入端D之间。220V交流电电流经过保险FR1后分为成两路：一路经电容C1降压、电容C2降压后、通过保险FR2、再经过整流二极管V3、整流二极管V4、整流二极管V5、整流二极管V6的整流之后、通过接触器线圈接入端C与交流接触器接触器线圈连接，在流经交流接触器接触器线圈后，通过接触器线圈接入端D返回控制回路，构成接触器保持吸合回路；另一路经电容C3降压、电阻R4降压后、再经过整流二极管V2整流、电容C4降压、电位器RW1、电阻R6降压、可控硅D2、整流二极管V1、可控硅D1、整流二极管V3、整流二极管V4、整流二极管V5、整流二极管V6整流之后、通过接触器线圈接入端C与交流接触器接触器线圈连接，在流经交流接触器接触器线圈后，通过接触器线圈接入端D返回控制回路，构成接触器吸合触发回路。当控制回路启动时，电容C3、电容C4开始充电，充电电流触发可控硅D2、可控硅D1导通，可控硅D1导通后，将经保险FR1的电源半波整流后经整流二极管V4、接触器线圈、整流二极管V5返回电源，使接触器通过大电流吸合。经过一定的延时后，电容C3、电容C4的充电电流减小，当充电电流小于可控硅D2、可控硅D1的触发电流时，可控硅D2、可控硅D1截止，此时交流接触器已经吸合，转入小直流电流维持吸合状态。

当控制回路停止工作时，加在控制回路接入端A、控制回路接入端B的交流电源停止供电时，交流接触器因无维持电流而正常释放，电容C3经电阻R3放电，电容C4经电阻R5放电，为下一次启动作准备。

电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2对可控硅D1具有一定的过压保护作用；可控硅D2使可控硅D1的关断更加可靠。

以上描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明设计思想的前提下，其各种变型或组合均纳入本发明的权利要求的保护范围中。

Claims (1)

1.一种天然气加热炉温控系统，其特征在于，所述温控系统包括热电偶、烧嘴、温度仪、计算机、控制电路、比例阀和电磁阀，热电偶与温度仪相连，温度仪分别与计算机和控制电路连接，控制电路分别与计算机、比例阀和电磁阀相连，比例阀、电磁阀与烧嘴连接，电磁阀与天然气罐相连；其中，

控制电路包括电容C1-C4、可控硅D1-D2、电阻R1-R6、整流二极管V1-V7、电位器KW1、保险FR1-FR2、控制回路接入端A、控制回路接入端B，接触器线圈接入端C及接触器线圈接入端D，可控硅D1的正极通过保险FR1与控制回路接入端A连接，可控硅D1的负极与整流二极管V3的负极、V4的正极连接，可控硅D1的负极通过保险FR2与电容C2、电阻R2连接，电容C2和电阻R2在并连后与电容C1、电阻R1连接；电容C1和电阻R1在并连后与可控硅D1的正极连接，可控硅D1的控制极与整流二极管V1的负极连接，整流二极管V1的正极与可控硅D2的负极连接，电阻R3跨接在可控硅D2的正极和可控硅D1的正极之间，电容C3跨接在可控硅D2的正极和可控硅D1的正极之间，可控硅D2的控制极通过电阻R6与电位器KW1的输出端连接，可控硅D2的正极通过电阻R4与整流二极管V2的正极连接；整流二极管V2的负极通过电容C4与电位器KW1的输入端连接，电阻R5并连在电容C4的两端，电位器KW1的输入端与电位器KW1的调节端连接；整流二极管V3的正极与整流二极管V7的正极，整流二极管V5的正极，接触器线圈接入端C连接；整流二极管V4的负极与整流二极管V6的负极，整流二极管V7的负极，接触器线圈接入端D连接；整流二极管V5负极与整流二极管V6的正极，控制回路接入端B连接。

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