CN105373154A - 温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度控制系统，该温度控制系统用于对输出至纸机的压光部的热油进行温度控制，其包括大型控制器和锅炉，其中：大型控制器用于采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉；锅炉分别与大型控制器和纸机的压光部连接，锅炉用于根据温度控制指令对锅炉内的热油进行加热，以使得锅炉内热油的温度保持稳定变化。通过上述方式，本发明温度控制系统的安全可靠性高，且锅炉的热油控制稳定性高，能够有效保证成纸表面的质量。

Description

温度控制系统

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种温度控制系统。

背景技术

大型纸机中，其热油控制主要集中运用在压光部中，而压光部是每台纸机的基本设备，其是控制成纸表面的重要保证。在现有传统的技术中，要保证压光部得辊辘表面温度高、均衡以及纸幅压出料的平整性好，一般采用油作为压光部的热传导介质，并通过采用锅炉加热的方式控制油的温度。

然而，在控制热油的过程中存在许多问题，锅炉的热油控制稳定性低，当压光部的实际温度远远低于设定温度时，此时主要通过拆检和分析锅炉控制回路和实际使用状况，但此时锅炉的燃烧方式是满负荷运转，在这种燃烧方式下，容易造成温度瞬间上升过快，无法有效地控制压光部的温度，从而影响成纸表面的质量。另外，原JUMO燃烧控制器(德国JUMOGmbH&KG公司的产品)的运行可靠性较差，原JUMO燃烧控制器内部采用小型电子单元控制模块，由于小型电子单元控制模块容易受到环境的影响，当运行环境变化时，原JUMO燃烧控制器容易出现电路不稳定，造成小型电子单元控制模块的电子信号出错，从而造成整个锅炉停止运行和过载运行。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种温度控制系统，该温度控制系统的安全可靠性高，且锅炉的热油控制稳定性高，能够有效保证成纸表面的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种温度控制系统，该温度控制系统用于对输出至纸机的压光部的热油进行温度控制，该温度控制系统包括大型控制器和锅炉，其中：大型控制器用于采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉；锅炉分别与大型控制器和纸机的压光部连接，锅炉用于根据温度控制指令对锅炉内的热油进行加热，以使得锅炉内热油的温度保持稳定变化。

其中，温度控制系统还包括DCS控制室，用于通过通讯线与大型控制器连接以实现远程控制。

其中，大型控制器包括温度控制模块，温度控制模块与锅炉连接，用于采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉。

其中，温度控制模块包括温度控制单元和斜率控制单元，温度控制单元和斜率控制单元连接，其中：温度控制单元还与纸机的压光部连接，温度控制单元包括有第一采集端和第二采集端，第一采集端与纸机的压光部连接，用于采集纸机的压光部的热油的实际温度值，第二采集端与锅炉连接，用于采集锅炉的出口端的热油的出口温度值，温度控制单元根据实际温度值与出口温度值的比较结果选择第一温度控制指令输出至斜率控制单元，以使得斜率控制单元选择第一温度控制指令对应的加热档指令控制锅炉对热油的加热；温度控制单元还包括有第三采集端，第三采集端与锅炉连接，用于采集锅炉的进口端的热油的进口温度值，温度控制单元根据进口温度值与出口温度值输出第二温度控制指令至斜率控制单元，以使得斜率控制单元在第一温度控制指令对应的加热档指令下根据第二温度控制指令控制锅炉对热油的加热。

其中，实际温度值与出口温度值的差值的绝对值大于预设温度值时，温度控制单元选择第一温度控制指令输出至斜率控制单元，以使得斜率控制单元选择第一温度控制指令对应的加热档指令控制锅炉对热油的加热。

其中，斜率控制单元根据第二温度控制指令以斜率曲线加热方式控制锅炉对热油的加热，以使得锅炉内的热油的温度值以斜率曲线方式升温。

其中，斜率曲线为阶梯状。

其中，斜率曲线的斜率范围为30°-60°。

其中，加热档指令对应有轻度加热档方式、中度加热档方式和满载加热档方式。

其中，锅炉包括接触器模块、热交换器模块和管道模块，其中：接触器模块与斜率控制单元连接，用于根据第二温度控制指令控制锅炉的点火或停止加热动作；热交换器模块与接触器模块连接，用于根据接触器模块的点火或停止加热动作对热油进行加热；锅炉的出口端通过管道模块的管道输出热油至纸机的压光部，锅炉的进口端通过管道模块的管道回收纸机的压光部的热油。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过大型控制器采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉；锅炉根据温度控制指令对锅炉内的热油进行加热，以使得锅炉内热油的温度保持稳定变化，从而能够有效控制纸机的压光部的热油的温度。本发明温度控制系统的安全可靠性高，且锅炉的热油控制稳定性高，能够有效保证成纸表面的质量。

附图说明

图1是本发明温度控制系统的结构示意图；

图2是本发明锅炉的热油的温度值变化曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，图1是本发明温度控制系统的结构示意图。该温度控制系统应用在纸机或者其他大型自动控制机械中，特别是用于对输出至纸机的压光部的热油进行温度控制。温度控制系统包括DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系统)控制室10、大型控制器11、锅炉12和纸机的压光部13。

DCS控制室10通过通讯线与大型控制器11连接以实现远程控制，如通过DCS控制室10实现远程控制大型控制器11的启动作业或停止作业。

大型控制器11用于采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉12。其中，大型控制器11包括温度控制模块111，温度控制模块111与锅炉12连接，用于采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉12。在本实施例中，大型控制器11优选为ABB大型控制器(即大型控制器为ABB集团的产品)，当然，大型控制器11也可以为其他大型控制器，如西门子为代表的大型控制器。

其中，温度控制模块111包括温度控制单元112和斜率控制单元113，温度控制单元112分别与纸机的压光部13、斜率控制单元113和锅炉12连接，斜率控制单元113与锅炉12连接。其中，温度控制单元112包括有第一采集端1121、第二采集端1122和第三采集端1123。第一采集端1121与纸机的压光部13连接，用于采集纸机的压光部13的热油的实际温度值，第二采集端1122与锅炉12连接，用于采集锅炉12的出口端的热油的出口温度值，第三采集端1123与锅炉12连接，用于采集锅炉12的进口端的热油的进口温度值。

在本实施例中，温度控制单元112根据实际温度值与出口温度值的比较结果选择第一温度控制指令输出至斜率控制单元113，以使得斜率控制单元113选择第一温度控制指令对应的加热档指令控制锅炉12对热油的加热。其中，加热档指令对应有轻度加热档方式、中度加热档方式和满载加热档方式。优选地，当实际温度值与出口温度值的差值的绝对值大于预设温度值时，温度控制单元112选择第一温度控制指令输出至斜率控制单元113，以使得斜率控制单元113选择轻度加热档方式、中度加热档方式或满载加热档方式控制锅炉12对热油的加热。其中预设温度值为用户设定值，具有需要根据实际情况而定。

在本实施例中，温度控制单元112根据进口温度值与出口温度值输出第二温度控制指令至斜率控制单元113，以使得斜率控制单元113在第一温度控制指令对应的加热档指令下根据第二温度控制指令控制锅炉12对热油的加热。优选地，斜率控制单元113根据第二温度控制指令以斜率曲线加热方式控制锅炉12对热油的加热，以使得锅炉12内的热油的温度值以斜率曲线方式升温，从而保持锅炉12输出至压光部13的热油稳定，即压光部13的热油不会上升过快。

值得注意的是，本实施例的斜率曲线优选为阶梯状，斜率曲线的斜率范围为5°-75°，优选地，斜率范围为30°-60°。即本发明以斜率曲线加热方式控制锅炉12对热油的加热后，锅炉12的热油以阶梯状方式升温，如图2所示，其中图2中的横坐标表示锅炉12对热油加热的时间，纵坐标表示锅炉12的热油的温度值。

当然，在其他实施例中，斜率控制单元113还可以根据第二温度控制指令以斜率逐渐变大或以斜率逐渐变小的加热方式控制锅炉12对热油的加热。如锅炉12的热油加热时，在第一时间段内以斜率为45°的加热方式控制锅炉12对热油的加热；在第二时间段内以斜率为40°的加热方式控制锅炉12对热油的加热；在第三时间段内以斜率为35°的加热方式控制锅炉12对热油的加热；在第四时间段内以斜率为30°的加热方式控制锅炉12对热油的加热，即以斜率公差为-5°的等差数列的加热方式控制锅炉12对热油的加热，可以在温度值升得比较高时，放慢加热，从而能够控制温度值缓慢上升，以方便控制温度值。应理解，本发明还可以以斜率公差为其他值的等差数列的加热方式控制锅炉12对热油的加热。进一步地，本发明还可以以斜率公比为其他值的等比数列的加热方式控制锅炉12对热油的加热，如斜率公比为2°、4°、5°等等。同时，锅炉12的热油的温度值也是以等差数列或等比数列方式升温。

锅炉12包括接触器模块121、热交换器模块122和管道模块123。其中，接触器模块121与斜率控制单元113连接，用于根据第二温度控制指令控制锅炉12的点火或停止加热动作，即接触器模块121以斜率曲线加热方式对锅炉12进行点火或停止加热动作。热交换器模块122与接触器模块121连接，用于根据接触器模块121的点火或停止加热动作对热油进行加热，即热交换器模块122以斜率曲线加热方式对锅炉12的热油进行加热，从而使得锅炉12内的热油的温度值以斜率曲线方式升温。锅炉12的出口端通过管道模块123的管道输出热油至纸机的压光部13，锅炉12的进口端通过管道模块123的管道回收纸机的压光部13的热油。

下面结合实施例说明本发明的温度控制系统的工作原理。

锅炉12的热油加热逻辑步骤包括：a、往锅炉12内吹入新鲜空气，以清除锅炉12内的残留气体；b、空气阀门打开，往锅炉12内通入空气与可燃烧气体的混合气；c、点火；d、加大空气阀门，往锅炉12内通入大流通量的混合气；e、关闭空气阀门；f、停止锅炉12的加热。

当锅炉12正常工作时，温度控制单元112通过第一采集端1121实时采集纸机的压光部13的热油的实际温度值，温度控制单元112通过第二采集端1122实时采集锅炉12的出口端的热油的出口温度值。当实际温度值与出口温度值的差值的绝对值小于预设温度值时，锅炉12保持原工作状态。当实际温度值与出口温度值的差值的绝对值大于预设温度值，即锅炉12需要加热时，温度控制单元112选择第一温度控制指令输出至斜率控制单元113，斜率控制单元113根据第一温度控制指令选择轻度加热档方式、中度加热档方式或满载加热档方式输出至锅炉12。如预设温度值为5℃，当实际温度值与出口温度值的差值的绝对值小于5℃时，锅炉12保持原工作状态。当差值的绝对值小于10℃且差值的绝对值大于5℃时，斜率控制单元113选择轻度加热档方式输出至锅炉12；如差值的绝对值大于30℃时，斜率控制单元113选择满载加热档方式输出至锅炉12；如差值的绝对值大于10℃且差值的绝对值小于30℃时，斜率控制单元113选择中度加热档方式输出至锅炉12。

同时，温度控制单元112还通过第三采集端1123实时采集锅炉12的进口端的热油的进口温度值。温度控制单元112根据进口温度值与出口温度值输出第二温度控制指令至斜率控制单元113，斜率控制单元113在第一温度控制指令对应的加热档指令下根据第二温度控制指令以斜率曲线加热方式控制锅炉12对热油的加热，即斜率控制单元113选择与轻度加热档方式、中度加热档方式或满载加热档方式对应的斜率曲线的斜率控制锅炉12对热油的加热，加热档方式越大斜率曲线的斜率也越大。如斜率控制单元113选择轻度加热档方式输出至锅炉12，则此时斜率控制单元113选择斜率为30°的斜率曲线控制锅炉12对热油的加热；如斜率控制单元113选择中度加热档方式输出至锅炉12，则此时斜率控制单元113选择斜率为45°的斜率曲线控制锅炉12对热油的加热；如斜率控制单元113选择满载加热档方式输出至锅炉12，则此时斜率控制单元113选择斜率为60°的斜率曲线控制锅炉12对热油的加热。

接触器模块121在加热档方式下，以斜率曲线的方式控制锅炉12的点火或停止加热动作。热交换器模块122根据接触器模块121的点火或停止加热动作对热油进行加热，即通过执行步骤a-f对热油进行加热，其中，为了能够以斜率曲线的方式对热油进行加热，可通过部分步骤循环，如重复循环步骤b-e，从而使得锅炉12内的热油的温度值以斜率曲线方式升温。最后通过管道模块123的管道从锅炉12的出口端输出加热后的热油至压光部13，且通过管道模块123的管道从锅炉12的进口端回收压光部13的热油。

本实施例通过将原JUMO燃烧控制器从锅炉的温度控制系统中剥离出来，重新开发程序，将原JUMO燃烧控制器所具有的逻辑电路功能嵌入到ABB大型控制器中(即温度控制模块具有原JUMO燃烧控制器的功能)，实现远程控制，从而能够消除原JUMO燃烧控制器的小型电子单元控制模块异常而带来的温度控制系统的控制不稳定的现象。并且加入具有斜率曲线的控制算法的斜率控制单元，以斜率曲线方式控制锅炉内的热油的温度值以斜率曲线方式升温，能够消除满负荷运转下的温度上升过快的问题。本实施例还是以原锅炉设备安全为核心，通过在未有外援的情况下，独立自主，突破技术封锁，完成并优化其控制，使锅炉加热运行更加的稳定可靠。

综上所述，本发明通过大型控制器采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至锅炉；锅炉根据温度控制指令对锅炉内的热油进行加热，以使得锅炉内热油的温度保持稳定变化，从而能够有效控制纸机的压光部的热油的温度。本发明温度控制系统的安全可靠性高，且锅炉的热油控制稳定性高，能够有效保证成纸表面的质量。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度控制系统，所述温度控制系统用于对输出至纸机的压光部的热油进行温度控制，其特征在于，所述温度控制系统包括大型控制器和锅炉，其中：

所述大型控制器用于采集温度并根据采集结果输出温度控制指令至所述锅炉；

所述锅炉分别与所述大型控制器和所述纸机的压光部连接，所述锅炉用于根据所述温度控制指令对所述锅炉内的所述热油进行加热，以使得所述锅炉内所述热油的温度保持稳定变化。

2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制系统还包括DCS控制室，用于通过通讯线与大型控制器连接以实现远程控制。

3.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述大型控制器包括温度控制模块，所述温度控制模块与所述锅炉连接，用于采集温度并根据所述采集结果输出所述温度控制指令至所述锅炉。

4.根据权利要求3所述的温度控制系统，其特征在于，所述温度控制模块包括温度控制单元和斜率控制单元，所述温度控制单元和所述斜率控制单元连接，其中：

所述温度控制单元还与所述纸机的压光部连接，所述温度控制单元包括有第一采集端和第二采集端，所述第一采集端与所述纸机的压光部连接，用于采集所述纸机的压光部的所述热油的实际温度值，所述第二采集端与所述锅炉连接，用于采集所述锅炉的出口端的所述热油的出口温度值，所述温度控制单元根据所述实际温度值与所述出口温度值的比较结果选择第一温度控制指令输出至所述斜率控制单元，以使得所述斜率控制单元选择所述第一温度控制指令对应的加热档指令控制所述锅炉对所述热油的加热；

所述温度控制单元还包括有第三采集端，所述第三采集端与所述锅炉连接，用于采集所述锅炉的进口端的所述热油的进口温度值，所述温度控制单元根据所述进口温度值与所述出口温度值输出第二温度控制指令至所述斜率控制单元，以使得所述斜率控制单元在所述第一温度控制指令对应的加热档指令下根据所述第二温度控制指令控制所述锅炉对所述热油的加热。

5.根据权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，所述实际温度值与所述出口温度值的差值的绝对值大于预设温度值时，所述温度控制单元选择所述第一温度控制指令输出至所述斜率控制单元，以使得所述斜率控制单元选择所述第一温度控制指令对应的加热档指令控制所述锅炉对所述热油的加热。

6.根据权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，所述斜率控制单元根据所述第二温度控制指令以斜率曲线加热方式控制所述锅炉对所述热油的加热，以使得所述锅炉内的所述热油的温度值以所述斜率曲线方式升温。

7.根据权利要求6所述的温度控制系统，其特征在于，所述斜率曲线为阶梯状。

8.根据权利要求6所述的温度控制系统，其特征在于，所述斜率曲线的斜率范围为30°-60°。

9.根据权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，所述加热档指令对应有轻度加热档方式、中度加热档方式和满载加热档方式。

10.根据权利要求4所述的温度控制系统，其特征在于，所述锅炉包括接触器模块、热交换器模块和管道模块，其中：

所述接触器模块与所述斜率控制单元连接，用于根据所述第二温度控制指令控制所述锅炉的点火或停止加热动作；

所述热交换器模块与所述接触器模块连接，用于根据所述接触器模块的点火或停止加热动作对所述热油进行加热；

所述锅炉的出口端通过所述管道模块的管道输出所述热油至所述纸机的压光部，所述锅炉的进口端通过所述管道模块的管道回收所述纸机的压光部的所述热油。