CN105486100B - 一种用于连续式窑炉的自动升温系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于连续式窑炉的自动升温系统，包括：工控机，用来按预设方案每天定时将目标温度值传给温控仪；温控仪，用来将从热电偶采集的实际温度值与目标温度值进行PID控制运算后，将计算结果通过电流信号传送给功率调节器；功率调节器，用来根据电流信号的大小改变输出给加热元件的电压值，从而改变加热元件的发热量最终改变窑炉的温度，使其达到预设的目标值。本发明具有操作简便、能够降低工作人员劳动强度、可控性好等优点。

Description

一种用于连续式窑炉的自动升温系统
技术领域
本发明主要涉及到窑炉的控制设备领域，特指一种用于连续式窑炉的自动升温系统。
背景技术
连续式窑炉安装完成投入使用前，需要先烘窑并将窑炉温度升至工艺要求的温度(视产品而定，有的需升至几百度，有的需升至一千多度)。烘窑及升温过程中必须使窑内温度缓慢均匀上升，以使窑内的水份充分排干从而保证窑炉稳定性及使用寿命，此升温过程通常需要10多天。
通常的做法是专门配备一名对加热升温系统熟悉的人员进行升温操作。但此法对人员的专业性要求较高，一般用户无法胜任，需窑炉厂家配备人员。且升温过程中，操作人员需时时关注设备情况，及时发现并处理故障，故此给用户及厂家造成诸多不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种操作简便、能够降低工作人员劳动强度、可控性好的用于连续式窑炉的自动升温系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于连续式窑炉的自动升温系统，包括：
工控机，用来按预设方案每天定时将目标温度值传给温控仪；
温控仪，用来将从热电偶采集的实际温度值与目标温度值进行PID控制运算后，将计算结果通过电流信号传送给功率调节器；
功率调节器，用来根据电流信号的大小改变输出给加热元件的电压值，从而改变加热元件的发热量最终改变窑炉的温度，使其达到预设的目标值。
作为本发明的进一步改进：所述温控仪和功率调节器在工作时还会将温度值、电压值、电流值、报警信息传送给工控机，用于数据归档分析及报警。
作为本发明的进一步改进：所述工控机包括数据采集模块，用于采集温控仪和功率调节器提供的温度、电压、电流、报警数据，对窑炉的运行情况时行实时监测，并将数据提供给数据库模块归档；所述数据库模块，用于存贮日志信息、运行操作信息、用户权限信息、报警信息、窑炉运行数据、升温方案数据。
作为本发明的进一步改进：所述工控机包括数据分析管理模块，用于将数据库内预存的升温方案的温度目标值定时通过温度控制模块写入温控仪，使温控仪按时控制窑炉温度达到方案要求，同时数据分析管理模块还会分析加热电压和加热电流，判断加热元件是否损坏。
作为本发明的进一步改进：所述工控机包括报警管理模块，用于实时监测数据采集模块和数据分析管理模块所传送的报警信息，以设定的报警方式进行报警，并对报警参数进行设置，还记录报警信息至数据库模块。
作为本发明的进一步改进：所述工控机包括温度控制模块，用于处理从数据分析管理模块得到的温度目标值信息，将温度目标值写入温控仪中，控制窑炉内温度。
作为本发明的进一步改进：所述工控机包括权限管理模块，用于对分配和监控用户的访问权限，对于用户的关键操作权限管理模块会检查用户是否有权限，有权限则通过操作，无权限则拒绝操作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的用于连续式窑炉的自动升温系统，操作简便、能够降低工作人员劳动强度、可控性好，从计算机上设置好升温方案后，使窑炉自动按照预设方案升温，达到工艺要求。使用本发明可不必专门配备专业人员在车间值守升温，节约人力成本；可灵活配置升温方案，在电价便宜的时段升温，其余时段保温，节约物力成本；同时可避免人工手动升温可能会出现的操作失误；避免人员时刻在车间值守给身体健康带来的危害。
附图说明
图1是本发明的结构框架示意图。
图2是本发明中工控机的组成原理示意图。
图3是本发明的工作原理示意图。
图例说明：
1、工控机；2、温控仪；3、功率调节器；4、加热元件；5、热电偶；6、数据采集模块；7、数据库模块；8、数据分析管理模块；9、报警管理模块；10、温度控制模块；11、权限管理模块。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的用于连续式窑炉的自动升温系统，包括：
工控机1，用来按预设方案每天定时将目标温度值通过串口传给温控仪2；
温控仪2，用来将从热电偶5采集的实际温度值与目标温度值进行PID控制运算后，将计算结果通过4-20mA电流信号传送给功率调节器3；
功率调节器3，用来根据电流信号的大小改变输出给加热元件4的电压值，从而改变加热元件4的发热量最终改变窑炉的温度，使其达到预设的目标值。
进一步，温控仪2和功率调节器3在工作时还会将温度值、电压值、电流值、报警等信息通过串口传送给工控机1用于数据归档分析及报警。
参见图2，在本实施例中，工控机1包括数据采集模块6、数据库模块7、数据分析管理模块8、报警管理模块9、温度控制模块10和权限管理模块11。
数据采集模块6，用于采集温控仪2和功率调节器3提供的温度、电压、电流、报警等数据，对窑炉的运行情况时行实时监测，并将数据提供给数据库模块7归档。
数据库模块7，用于存贮日志信息、运行操作信息、用户权限信息、报警信息、窑炉运行数据(包括温度、功率、加热电压、电流、产量)、升温方案数据等，并将这些数据提供给数据分析管理模块8，数据库采用SQL数据库，具有安全稳定、易维护、易扩展、系统自动定时备份或手动备份的特点。
数据分析管理模块8，用于将数据库内预存的升温方案的温度目标值定时通过温度控制模块10写入温控仪2，使温控仪2按时控制窑炉温度达到方案要求，同时数据分析管理模块8还会分析加热电压和加热电流，判断加热元件4是否损坏，若损坏即发送报警信息给报警管理模块9。
报警管理模块9，用于实时监测数据采集模块6和数据分析管理模块8所传送的报警信息，以设定的报警方式进行报警，并对报警参数进行设置。当报警信号达到报警条件时，现场工控柜指示灯及声光报警器会提醒操作员解决故障，同时监控界面弹窗显示当前故障的具体信息，并记录报警信息至数据库模块7。
温度控制模块10，用于处理从数据分析管理模块8得到的温度目标值信息，将温度目标值写入温控仪2中，控制窑炉内温度。
权限管理模块11，用于对分配和监控用户的访问权限，对于用户的关键操作(如改写升温方案等)权限管理模块11会检查用户是否有权限，有权限则通过操作，无权限则拒绝操作。权限管理模块11可对登录用户进行分组管理，相同组的用户拥有相同的权限，每组用户根据操作或功能模块设置不同的权限。
上述模块可以根据实际需要进行组合使用，同时可以采用硬件电路或硬件部件的方式来实现，也可以用安装于工控机1内的上位机软件来实现。
由上可知，本发明的用于连续式窑炉的自动升温系统，可实现无人值守自动烘窑，并自动使窑内温度达到工艺曲线要求。
参见图3，在实际应用时，自动升温的预设的流程如下：已授权人员设置好升温方案后，开始自动升温，程序算出每天要升温的数值，将其等分成24份，每小时增加1份，使温度缓慢匀速增长，直到窑炉温度达到工艺曲线的要求后，停止升温。
由于升温时耗电量很大，保温时耗电量小，而很多地区晚上用电比白天用电便宜很多，也可根据用户要求将自动升温的流程更改如下：已授权人员设置好升温方案后，开始自动升温，程序算出每天要升温的数值，将其等分成12份，晚上每小时增加1份，白天保持温度不变，直到窑炉温度达到工艺曲线的要求后，停止升温。下表即为一个具体应用示例。
升温方案示例：
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于连续式窑炉的自动升温系统，其特征在于，包括：
工控机（1），用来按预设方案每天定时将目标温度值传给温控仪（2）；
温控仪（2），用来将从热电偶（5）采集的实际温度值与目标温度值进行PID控制运算后，将计算结果通过电流信号传送给功率调节器（3）；
功率调节器（3），用来根据电流信号的大小改变输出给加热元件（4）的电压值，从而改变加热元件（4）的发热量最终改变窑炉的温度，使其达到预设的目标值；
所述温控仪（2）和功率调节器（3）在工作时还会将温度值、电压值、电流值、报警信息传送给工控机（1），用于数据归档分析及报警；
所述工控机（1）包括数据采集模块（6），用于采集温控仪（2）和功率调节器（3）提供的温度、电压、电流、报警数据，对窑炉的运行情况时行实时监测，并将数据提供给数据库模块（7）归档；所述数据库模块（7），用于存贮日志信息、运行操作信息、用户权限信息、报警信息、窑炉运行数据、升温方案数据；
所述工控机（1）包括数据分析管理模块（8），用于将数据库内预存的升温方案的温度目标值定时通过温度控制模块（10）写入温控仪（2），使温控仪（2）按时控制窑炉温度达到方案要求，同时数据分析管理模块（8）还会分析加热电压和加热电流，判断加热元件（4）是否损坏；
设置好升温方案后，开始自动升温，程序算出每天要升温的数值，将其等分成12份，晚上每小时增加1份，白天保持温度不变，直到窑炉温度达到工艺曲线的要求后，停止升温。
2.根据权利要求1所述的用于连续式窑炉的自动升温系统，其特征在于，所述工控机（1）包括报警管理模块（9），用于实时监测数据采集模块（6）和数据分析管理模块（8）所传送的报警信息，以设定的报警方式进行报警，并对报警参数进行设置，还记录报警信息至数据库模块（7）。
3.根据权利要求2所述的用于连续式窑炉的自动升温系统，其特征在于，所述工控机（1）包括温度控制模块（10），用于处理从数据分析管理模块（8）得到的温度目标值信息，将温度目标值写入温控仪（2）中，控制窑炉内温度。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于连续式窑炉的自动升温系统，其特征在于，所述工控机（1）包括权限管理模块（11），用于对分配和监控用户的访问权限，对于用户的关键操作权限管理模块（11）会检查用户是否有权限，有权限则通过操作，无权限则拒绝操作。
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