CN103673299A

CN103673299A - 热风炉控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN103673299A
Application number: CN201210352525.2A
Authority: CN
Inventors: 杨锴
Original assignee: SHANGHAI CHANGHAO ELECTROMECHANICAL CO Ltd
Current assignee: ANHUI JINSHANG MACHINERY MANUFACTURING CO., LTD.
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: CN103673299B

Abstract

本发明提供一种热风炉控制系统及其控制方法，包括人机界面及用于检测热风炉出风口温度的温度传感器，所述人机界面的通信接口连接可编程逻辑控制器的通信接口，所述温度传感器的测量信号输入到模拟量混合模块进行模数转换后输入到可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器根据输入的信号输出控制信号控制热风炉的运行。本发明提供的热风炉控制系统及其控制方法，实现热风炉的自动控制，并根据温度传感器的测量温度及通过PID计算模块实现热风炉的闭环控制，提高了热风炉风温的稳定性。

Description

热风炉控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制系统，具体来说，尤其涉及一种热风炉控制系统及其控制方法。

背景技术

热风炉是一种提供稳定风温的设备，常用于干燥装置和金属冶炼中，为实现风温稳定，需要对热风炉的燃烧过程进行控制，而现有的热风炉控制通常采用逻辑控制如仪表、PLC等进行监控，在这些监控方式中常需要通过传统机械按键向控制仪表输出指令信号，根据机械按键上的输出执行相应的控制。因此，控制系统通常通过人工操作对热风炉进行控制，不能实现热风炉的自动控制，导致热风炉风温稳定性差。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种热风炉控制系统及其控制方法，实现热风炉的自动控制，提高了热风炉风温的稳定性。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：提供一种热风炉控制系统，包括人机界面及用于检测热风炉出风口温度的温度传感器，所述人机界面的通信接口连接可编程逻辑控制器的通信接口，所述温度传感器的测量信号输入到模拟量混合模块进行模数转换后输入到可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器根据输入的信号输出控制信号控制热风炉的运行。

上述的热风炉控制系统，其特征在于：所述人机界面为触摸屏，所述可编程逻辑控制器设有计时模块和PID计算模块。

上述的热风炉控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端分别连接热风炉的储糠风机、储糠阀门、出灰风机、出灰阀门、补风机一、补风机二、补风机三、供氧风机、进糠风机、排烟风机和进糠阀门。

本发明还提供一种如上述的热风炉控制系统的控制方法，包括以下步骤：

可编程逻辑控制器接收从人机界面输出的人工操作控制信号，并根据接收到的控制信号控制储糠风机和储糠阀门的启动或停止；可编程逻辑控制器根据计时模块的计时时间控制出灰风机和出灰阀门启动或停止；

可编程逻辑控制器根据经模拟量混合模块进行模数转换后的温度传感器的测量信号，控制补风机一、补风机二、补风机三、供氧风机、进糠风机、排烟风机和进糠阀门的启动或停止，并将所述测量信号送入PID计算模块进行运算，得到的运算数据输入到模拟量混合模块进行数模转换后，由模拟量混合模块将得到的模拟控制信号输出给驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器

上述的控制方法，其中，当出灰风机和出灰阀门都为停止状态时，所述计时模块开始计时，直到计时时间达到设定的停止时间，此次计时结束，可编程逻辑控制器输出启动信号控制出灰风机和出灰阀门启动；当出灰风机和出灰阀门都为启动状态时，所述计时模块开始计时，直到计时时间达到设定的启动时间，此次计时结束，可编程逻辑控制器输出停止信号控制出灰风机和出灰阀门停止。

上述的控制方法，其中，所述可编程逻辑控制器先输出启动信号控制出灰风机启动，间隔一段时间后，再输出启动信号控制出灰阀门启动；所述可编程逻辑控制器先输出停止信号控制出灰阀门停止，间隔一段时间后，再输出停止信号控制出灰风机停止。

上述的控制方法，其中，所述可编程逻辑控制器根据测量信号计算热风炉出风口的测量温度，并将测量温度与可编程逻辑控制器内部的设定温度进行比较，可编程逻辑控制器根据比较结果输出控制信号控制补风机一、补风机二、补风机三、供氧风机和进糠风机的启动或停止，并控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二的运行速度。

上述的控制方法，其中，若测量温度大于设定温度，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三停止；若测量温度小于设定温度且大于设定温度与一个阶梯温度之差，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三中的任意一个补风机启动，其余两个补风机停止；若测量温度小于设定温度与一个阶梯温度之差且大于设定温度与两个阶梯温度的差，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三中的任意两个补风机启动，其余一个补风机停止；若测量温度小于设定温度与两个阶梯温度之差，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三中启动。

上述的控制方法，其中，若测量温度远小于设定温度，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二全速运行；若测量温度小于设定温度且呈上升趋势，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二减速运行；若测量温度大于或等于设定温度，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二停止运行；若测量温度小于设定温度且呈下降趋势，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二加速运行。

上述的控制方法，其中，若测量温度大于或者等于设定温度与阶梯温度之和，可编程逻辑控制器控制供氧风机停止；若测量温度小于设定温度与阶梯温度之和，可编程逻辑控制器控制供氧风机启动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的热风炉控制系统及其控制方法，实现热风炉的自动控制，并根据温度传感器的测量温度及通过PID计算模块实现热风炉的闭环控制，提高了热风炉风温的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为热风炉的结构示意图；

图2为本发明热风炉控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为热风炉的结构示意图，如图1所示，热风炉包括炉膛1和储糠桶9，所述炉膛1设有补风机一2、补风机二3、补风机三4、排烟风机8、供氧风机7、出灰阀门6和出灰风机5，所述储糠桶9设有进糠风机10、进糠阀门11、储糠风机12和储糠阀门13，通过储糠风机12和储糠阀门13向储糠桶9添加作为燃料的糠，储糠桶9存储的燃料通过进糠风机10和进糠阀门11向炉膛1内添加燃料，燃料在炉膛1燃烧加热空气，燃烧过程中控制第一补风机2、第二补风机3、第三补风机4、供氧风机7、排烟风机8、出灰阀门6和出灰风机5的开关，调节热风炉出风口的风温。

图2为本发明一种热风炉控制系统的结构框图，如图2所示，包括人机界面100及用于检测热风炉出风口温度的温度传感器200，所述人机界面100的通信接口连接可编程逻辑控制器300的通信接口，从而人机界面100与可编程逻辑控制器300之间可以进行数据通信，所述温度传感器200的测量信号输入到模拟量混合模块400进行模数转换后输入到可编程逻辑控制器300，该可编程逻辑控制器300根据输入的信号输出控制信号控制热风炉的运行。其中，所述人机界面100为触摸屏，所述可编程逻辑控制器300设有通过软件编程实现的计时模块和PID计算模块，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端分别连接热风炉的储糠风机12、储糠阀门13、出灰风机5、出灰阀门6、补风机一2、补风机二3、补风机三4、供氧风机7、进糠风机10、排烟风机8和进糠阀门11，从而控制热风炉的运行。

本发明还提供的上述热风炉控制系统的控制方法，包括以下步骤：可编程逻辑控制器300接收从人机界面100输出的人工操作控制信号，并根据接收到的控制信号控制储糠风机12和储糠阀门13的启动或停止。为防止进糠管路堵塞，在执行进糠操作时，先控制储糠风机12启动，间隔一段时间后，再控制储糠阀门13启动；在停止进糠操作时，先控制储糠阀门13停止，间隔一段时间后，再控制储糠风机12停止。可编程逻辑控制器300根据计时模块的计时时间控制出灰风机5和出灰阀门6启动或停止。可编程逻辑控制器300根据经模拟量混合模块400进行模数转换后的温度传感器200的测量信号，控制补风机一2、补风机二3、补风机三4、供氧风机7、进糠风机10、排烟风机8和进糠阀门11的启动或停止，并将所述测量信号送入PID计算模块进行运算，得到的运算数据输入到模拟量混合模块400进行数模转换后，由模拟量混合模块400将得到的模拟控制信号输出给驱动排烟风机8的变频器一500和驱动进糠阀门11的变频器二600。

其中，当出灰风机5和出灰阀门6都为停止状态时，所述计时模块开始计时，直到计时时间达到设定的停止时间，此次计时结束，可编程逻辑控制器300输出启动信号控制出灰风机5和出灰阀门6启动；当出灰风机5和出灰阀门6都为启动状态时，所述计时模块开始计时，直到计时时间达到设定的启动时间，此次计时结束，可编程逻辑控制器300输出停止信号控制出灰风机5和出灰阀门6停止。

其中，所述可编程逻辑控制器300先输出启动信号控制出灰风机5启动，间隔一段时间后，再输出启动信号控制出灰阀门6启动；所述可编程逻辑控制器300先输出停止信号控制出灰阀门6停止，间隔一段时间后，再输出停止信号控制出灰风机5停止。其中，所述可编程逻辑控制器300根据测量信号计算热风炉出风口的测量温度，并将测量温度与可编程逻辑控制器300内部的设定温度进行比较，可编程逻辑控制器300根据比较结果输出控制信号控制补风机一2、补风机二3、补风机三4、供氧风机7和进糠风机10的启动或停止，并控制驱动排烟风机8的变频器一和驱动进糠阀门11的变频器二的运行速度。

其中，若测量温度大于设定温度，可编程逻辑控制器300控制补风机一2、补风机二3和补风机三4停止；若测量温度小于设定温度且大于设定温度与阶梯温度之差，可编程逻辑控制器300控制补风机一2、补风机二3和补风机三4中的任意一个补风机启动，其余两个补风机停止；若测量温度小于设定温度与一个阶梯温度之差且大于设定温度与两倍阶梯温度之差，可编程逻辑控制器300控制补风机一2、补风机二3和补风机三4中的任意两个补风机启动，其余一个补风机停止；若测量温度小于设定温度与两倍阶梯温度之差，可编程逻辑控制器300控制补风机一2、补风机二3和补风机三4启动。优选地，设定温度可设为80度，阶梯温度可设为3度，则两倍阶梯温度为6度，设定温度与阶梯温度之差为77度，设定温度与两倍阶梯温度之差为74度。

其中，若测量温度远小于设定温度，可编程逻辑控制器300控制驱动排烟风机8的变频器一和驱动进糠阀门11的变频器二全速运行；若测量温度小于设定温度且呈上升趋势，可编程逻辑控制器300控制驱动排烟风机8的变频器一和驱动进糠阀门11的变频器二减速运行；若测量温度大于或等于设定温度，可编程逻辑控制器300控制驱动排烟风机8的变频器一和驱动进糠阀门11的变频器二停止运行；若测量温度小于设定温度且呈下降趋势，可编程逻辑控制器300控制驱动排烟风机8的变频器一和驱动进糠阀门11的变频器二加速运行。

其中，若测量温度大于或者等于设定温度与阶梯温度之和，可编程逻辑控制器300控制供氧风机7停止；若测量温度小于设定温度与阶梯温度之和，可编程逻辑控制器300控制供氧风机7启动。

实际操作过程中，本发明提供的热风炉控制系统可采用自动控制，也可以切换为手动控制，人工通过人机界面100输入分别针对储糠风机12、储糠阀门13、出灰风机5、出灰阀门6、补风机一2、补风机二3、补风机三4、供氧风机7、进糠风机10、排烟风机8和进糠阀门11的控制命令，可编程逻辑控制器300根据该控制命令执行相应的控制操作。综上所述，本发明提供的热风炉控制系统及其控制方法，实现热风炉的自动控制，并根据温度传感器的测量温度及通过PID计算模块实现热风炉的闭环控制，提高了热风炉风温的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种热风炉控制系统，其特征在于，包括人机界面及用于检测热风炉出风口温度的温度传感器，所述人机界面的通信接口连接可编程逻辑控制器的通信接口，所述温度传感器的测量温度信号输入到模拟量混合模块进行模数转换后输入到可编程逻辑控制器，该可编程逻辑控制器根据输入的信号输出控制信号控制热风炉的运行。

2.根据权利要求1中所述的热风炉控制系统，其特征在于：所述人机界面为触摸屏，所述可编程逻辑控制器设有计时模块和PID计算模块。

3.根据权利要求1中所述的热风炉控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端分别连接热风炉的储糠风机、储糠阀门、出灰风机、出灰阀门、补风机一、补风机二、补风机三、供氧风机、进糠风机、排烟风机和进糠阀门。

4.一种如权利要求1所述的热风炉控制系统的控制方法，其特征在于：

可编程逻辑控制器接收从人机界面输出的人工操作控制信号，并根据接收到的控制信号控制储糠风机和储糠阀门的启动或停止；

可编程逻辑控制器根据计时模块的计时时间控制出灰风机和出灰阀门启动或停止；

5.根据权利要求4中所述的控制方法，其特征在于：当出灰风机和出灰阀门都为停止状态时，所述计时模块开始计时，直到计时时间达到设定的停止时间，此次计时结束，可编程逻辑控制器输出启动信号控制出灰风机和出灰阀门启动；当出灰风机和出灰阀门都为启动状态时，所述计时模块开始计时，直到计时时间达到设定的启动时间，此次计时结束，可编程逻辑控制器输出停止信号控制出灰风机和出灰阀门停止。

6.根据权利要求5中所述的控制方法，其特征在于：所述可编程逻辑控制器先输出启动信号控制出灰风机启动，间隔一段时间后，再输出启动信号控制出灰阀门启动；所述可编程逻辑控制器先输出停止信号控制出灰阀门停止，间隔一段时间后，再输出停止信号控制出灰风机停止。

7.根据权利要求4中所述的控制方法，其特征在于：所述可编程逻辑控制器根据测量信号计算热风炉出风口的测量温度，并将测量温度与可编程逻辑控制器内部的设定温度进行比较，可编程逻辑控制器根据比较结果输出控制信号控制补风机一、补风机二、补风机三、供氧风机和进糠风机的启动或停止，并控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二的运行速度。

8.根据权利要求7中所述的控制方法，其特征在于：若测量温度大于设定温度，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三停止；若测量温度小于设定温度且大于设定温度与一个阶梯温度之差，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三中的任意一个补风机启动，其余两个补风机停止；若测量温度小于设定温度与一个阶梯温度之差且大于设定温度与两个阶梯温度的差，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三中的任意两个补风机启动，其余一个补风机停止；若测量温度小于设定温度与两个阶梯温度之差，可编程逻辑控制器控制补风机一、补风机二和补风机三中启动。

9.根据权利要求7中所述的控制方法，其特征在于：若测量温度远小于设定温度，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二全速运行；若测量温度小于设定温度且呈上升趋势，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二减速运行；若测量温度大于或等于设定温度，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二停止运行；若测量温度小于设定温度且呈下降趋势，可编程逻辑控制器控制驱动排烟风机的变频器一和驱动进糠阀门的变频器二加速运行。

10.根据权利要求7中所述的控制方法，其特征在于：若测量温度大于或者等于设定温度与阶梯温度之和，可编程逻辑控制器控制供氧风机停止；若测量温度小于设定温度与阶梯温度之和，可编程逻辑控制器控制供氧风机启动。