CN108931145A - 一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法。本发明首先通过热电偶温度传感器将采集到的温度值转换为电流值，将电流值输入至窑炉控制器，控制器中的AD转换模块将电流模拟信号转换为数字信号，根据温度表查表获得炉内的实际温度，判断出陶瓷烧制所处的升温、保温和降温阶段，发出风门调节开度量的指令；该指令通过开关量输出模块的一路输出开关量，再经电路驱动模块进行信号放大，由继电器开关传送给电动推杆，输出开关量的高低电平决定电动推杆的升降，输出开关量的高低点评输出时间决定电动推杆升降的距离，由此调节陶瓷窑炉的风门开度，最终调节陶瓷窑炉炉内的氧化氛围。本发明提高了陶瓷烧制质量的稳定性，降低了烧制工人的劳动强度。

Description

一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法
技术领域
本发明属于控制技术领域，涉及一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法，特别是将这种控制方法应用于工业中使用燃气的、以梭式窑为代表的间歇式陶瓷窑炉，以达到自动控制窑炉炉内氧化氛围的目的。
背景技术
目前陶瓷窑炉普遍采用燃气、梭式窑为代表的间歇式工业窑炉。
陶瓷窑炉都开有一个风门(也常叫哈风闸)，用以控制窑内的进风量、风压和窑内各部位风力的大小以及排出烟气、控制窑内气流运动的方向等。
陶瓷在烧制过程中，窑炉内部环境有着复杂的变化，不但整个窑炉要经历一次升温、保温、降温的过程，而且在不同的炉温条件下，对炉内的氧化氛围也有不同的要求。在升温阶段，要加大风门的开度，给炉内提供充足的进风量，使燃气充分燃烧，快速提高炉温，降低能耗；在高温和保温阶段，釉已开始熔化，坯体也有部分开始玻化，就要适当减小风门开度，减少进风量，使燃气不充分燃烧，炉内保持强氧化氛围，留出足够的时间给釉料进行氧化分解反应；在降温过程，要加大风门开度，加大进气量，加大窑内气体流动，带走烟气和热量。因此，在陶瓷的烧制过程中，根据炉内的不同温度阶段，需调整风门的开度，可获得更好的烧制质量，降低能耗。
但目前，我国中小型企业的陶瓷窑炉仍然还处在操作简单的仪表和手工的阶段，烧窑工需长时间监控炉温，人工调节风门开度，不但工作强度大，效率低，而且缺乏科学性，影响陶瓷烧制质量的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于针对目前陶瓷窑炉风门靠人工调节的现状，提供一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法。
本发明由窑炉控制器对炉内温度进行实时监控，是窑炉控制器获取窑炉炉内温度，根据炉内温度由电动推杆调整对窑炉风门的开度，调节对窑炉的供气量，实现窑炉炉内氧化气氛的调节，具体实现如下：
步骤(1)、在陶瓷窑炉顶部安装热电偶温度传感器，再通过变送器(AD转换模块)将电流信号送至窑炉控制器；
步骤(2)、窑炉控制器将温度的电流信号转换为数字信号，查找温度表获取对应的温度值；窑炉控制器根据该温度值判断出是否需要调整风门开度，并给出风门开度大小；
步骤(3)、窑炉控制器通过一路开关量输出信号，由作为执行器的电动推杆来控制窑炉风门的开度增减：当需要增加风门的开度时，这路开关量输出一个高电平TTL信号；当需要减小风门的开度时，输出一个低电平TTL信号，TTL信号经过电流驱动芯片后控制双开双掷的继电器，继电器控制供给电动推杆的电机的电流方向，实现控制电机的旋转方向；当高电平TTL信号，电动推杆的电机正转，低电平TTL信号，电机反转；电动推杆的电机正反转带动风门的挡板沿导轨开合，增减风门的开度；风门开度的变化量由窑炉控制器这路输出开关量的输出信号持续时间决定，持续时间长，风门挡板沿导轨移动距离长，持续时间短，风门挡板沿导轨移动距离短。
所述的瓷窑炉风门自动调节系统，于包括陶瓷窑炉、热电偶温度传感器、风门、风门挡板、烟道、窑炉控制器、AD转换模块、温度表、控制模块、开关量输出模块、电路驱动模块和继电器、电动推杆和连杆装置(13)；
陶瓷窑炉一端装有一个风门，风门出口装有风门挡板，风门挡板可沿导轨上下移动，调节风门开度；陶瓷窑炉顶端装有一个烟道，用于排除炉内烟气，与风门一同调节炉内氧化氛围；陶瓷窑炉顶端还装有一个热电偶温度传感器，用于获取炉内实时温度；
电动推杆的杆头通过连杆装置与风门挡板固定，推动风门挡板沿导轨上下移动，调节风门开度，从而调节陶瓷窑炉的进风量，最终达到对陶瓷窑炉炉内的氧化氛围进行调节的目的；
热电偶温度传感器，用于将采集燃气窑炉内温度，将采集的温度值转换为电流信号，输出给窑炉控制器；
所述的风门挡板由外挡板、内挡板组成，且在外挡板和内挡板之间填充石棉，用于隔热；风门挡板能够沿着导轨升降移动，从而调节风门的开度；
所述的电动推杆需要连接到陶瓷窑炉的控制模块，从而控制风门挡板沿导轨升降；
热电偶温度传感器在窑炉烧制过程中，将采集到的温度值转变为电流信号传输至窑炉控制器；经AD转换模块转换后获取炉内温度的数字值，再经温度表查表后获得炉内的实际温度数字值，传递给控制模块；
控制模块先查温度表，根据温度数字信号获取炉内温度值，再根据炉内的温度判断窑炉烧制过程所处的阶段：升温、保温或降温阶段，依据设定要求，通过开关量输出模块的一路开关量输出电路输出TTL高低电平和输出时间给电路驱动模块和继电器，用于控制风门的开度调节；
电路驱动模块和继电器对开关量输出模块传递的TTL信号，先经过电流驱动芯片进行信号放大，再控制双开双掷的继电器，继电器控制供给电动推杆的电机的电流的方向，实现控制电机的旋转方向；TTL信号高电平时，电机正转，TTL低电平时，电机反转。
本发明的有益效果是：
热电偶温度传感器可对窑炉温度值进行采集并输出电流信号至窑炉控制器，在窑炉控制器中经AD转换模块和温度表查询，实时获取炉内温度，窑炉控制器对此进行判断，通过开关量输出模块的一路开关量输出，向作为执行器的电动推杆发出风门调节的方向和开度；电动推杆带动风门的挡板沿导轨上下移动，调节风门的开度，由此调节窑炉进风量和烟气排放，调节炉内氧化氛围，供陶瓷釉料进行氧化分解反应，从而实现对窑炉氧化氛围的自动调节，减少了人为因素对陶瓷烧制质量的影响，达到提高陶瓷烧制质量、降低工人劳动强度的效果。
附图说明
图1是陶瓷窑炉风门自动调节系统的结构组成。
图2为陶瓷窑炉风门自动调节原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，瓷窑炉风门自动调节系统，包括陶瓷窑炉1、热电偶温度传感器2、风门3、风门挡板4、烟道5、窑炉控制器6、AD转换模块7、温度表8、控制模块9、开关量输出模块10、电路驱动模块和继电器11、电动推杆12和连杆装置13。
其中，陶瓷窑炉1一端装有一个风门3，风门3出口装有风门挡板4，风门挡板4可沿导轨上下移动，调节风门开度；陶瓷窑炉1顶端装有一个烟道，用于排除炉内烟气，与风门3一同调节炉内氧化氛围；陶瓷窑炉顶端还装有一个热电偶温度传感器2，用于获取炉内实时温度。
电动推杆12的杆头通过连杆装置与风门挡板4固定，推动风门挡板4沿导轨上下移动，调节风门开度，从而调节陶瓷窑炉1的进风量，最终达到对陶瓷窑炉1炉内的氧化氛围进行调节的目的。
热电偶温度传感器，用于将采集燃气窑炉内温度，将采集的温度值转换为电流信号，输出给窑炉控制器；
所述的风门挡板4由外挡板、内挡板组成，通过导轨将外挡板和内挡板固定；且在外挡板和内挡板之间填充石棉。
所述的电动推杆12需要连接到陶瓷窑炉1的控制模块9，从而控制风门挡板沿导轨升降。
热电偶温度传感器2在窑炉烧制过程中，将采集到的温度值转变为电流信号传输至窑炉控制器6；经AD转换模块7转换后获取炉内温度的数字值，再经温度表8查表后获得炉内的实际温度数字值，传递给控制模块9。
控制模块9先查温度表，根据温度数字信号获取炉内温度值，再根据炉内的温度判断窑炉烧制过程所处的阶段：升温、保温或降温阶段，依据设定要求，通过开关量输出模块10的一路开关量输出电路输出TTL高低电平和输出时间给电路驱动模块和继电器11，用于控制风门的开度调节。
电路驱动模块和继电器11对开关量输出模块传递的TTL信号，先经过电流驱动芯片进行信号放大，再控制双开双掷的继电器，继电器控制供给电动推杆12的电机的电流的方向，实现控制电机的旋转方向；TTL信号高电平时，电机正转，TTL低电平时，电机反转。
如图2所示，一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法，是窑炉控制器获取窑炉炉内温度，根据炉内温度由电动推杆调整对窑炉风门的开度，调节对窑炉的供气量，实现窑炉炉内氧化气氛的调节，具体实现如下：
步骤(1)、在陶瓷窑炉1顶部安装热电偶温度传感器2，再通过变送器(AD转换模块7)将电流信号送至窑炉控制器；
步骤(2)、窑炉控制器6将温度的电流信号转换为数字信号，查找温度表获取对应的温度值；窑炉控制器根据该温度值做出是否调整风门开度及开度大小的判断；
步骤(3)、窑炉控制器6通过一路开关量输出信号，由作为执行器的电动推杆来控制窑炉风门的开度增减：当需要增加风门的开度时，这路开关量输出一个高电平TTL信号；当需要减小风门的开度时，输出一个低电平TTL信号，TTL信号经过电流驱动芯片后控制双开双掷的继电器，继电器控制供给电动推杆的电机的电流方向，实现控制电机的旋转方向；当高电平TTL信号，电动推杆的电机正转，低电平TTL信号，电机反转；电动推杆的电机正反转带动风门挡板沿导轨升降移动，增减风门的开度；风门开度的变化量由窑炉控制器这路输出开关量的输出信号持续时间决定，持续时间长，风门挡板沿导轨移动距离长，持续时间短，风门挡板沿导轨移动距离短。

Claims (2)

1.一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法，是窑炉控制器获取窑炉炉内温度，根据炉内温度由电动推杆调整对窑炉风门的开度，调节对窑炉的供气量，实现窑炉炉内氧化气氛的调节，其特征在于具体实现如下：
步骤(1)、在陶瓷窑炉(1)顶部安装热电偶温度传感器(2)，再通过变送器(AD转换模块(7))将电流信号送至窑炉控制器；
步骤(2)、窑炉控制器(6)将温度的电流信号转换为数字信号，查找温度表获取对应的温度值；窑炉控制器根据该温度值判断出是否需要调整风门开度，并给出风门开度大小；
步骤(3)、窑炉控制器(6)通过一路开关量输出信号，由作为执行器的电动推杆来控制窑炉风门的开度增减：当需要增加风门的开度时，这路开关量输出一个高电平TTL信号；当需要减小风门的开度时，输出一个低电平TTL信号，TTL信号经过电流驱动芯片后控制双开双掷的继电器，继电器控制供给电动推杆的电机的电流方向，实现控制电机的旋转方向；当高电平TTL信号，电动推杆的电机正转，低电平TTL信号，电机反转；电动推杆的电机正反转带动风门的挡板沿导轨开合，增减风门的开度；风门开度的变化量由窑炉控制器这路输出开关量的输出信号持续时间决定，持续时间长，风门挡板沿导轨移动距离长，持续时间短，风门挡板沿导轨移动距离短。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷窑炉风门自动调节的方法使用的瓷窑炉风门自动调节系统，其特征在于包括陶瓷窑炉(1)、热电偶温度传感器(2)、风门(3)、风门挡板(4)、烟道(5)、窑炉控制器(6)、AD转换模块(7)、温度表(8)、控制模块(9)、开关量输出模块(10)、电路驱动模块和继电器(11)、电动推杆(12)和连杆装置(13)；
陶瓷窑炉(1)一端装有一个风门(3)，风门(3)出口装有风门挡板(4)，风门挡板(4)可沿导轨上下移动，调节风门开度；陶瓷窑炉(1)顶端装有一个烟道，用于排除炉内烟气，与风门(3)一同调节炉内氧化氛围；陶瓷窑炉顶端还装有一个热电偶温度传感器(2)，用于获取炉内实时温度；
电动推杆(12)的杆头通过连杆装置与风门挡板(4)固定，推动风门挡板(4)沿导轨上下移动，调节风门开度，从而调节陶瓷窑炉(1)的进风量，最终达到对陶瓷窑炉(1)炉内的氧化氛围进行调节的目的；
热电偶温度传感器，用于将采集燃气窑炉内温度，将采集的温度值转换为电流信号，输出给窑炉控制器；
所述的风门挡板(4)由外挡板、内挡板组成，且在外挡板和内挡板之间填充石棉，用于隔热；风门挡板能够沿着导轨升降移动，从而调节风门的开度；
所述的电动推杆(12)需要连接到陶瓷窑炉(1)的控制模块(9)，从而控制风门挡板沿导轨升降；
热电偶温度传感器(2)在窑炉烧制过程中，将采集到的温度值转变为电流信号传输至窑炉控制器(6)；经AD转换模块(7)转换后获取炉内温度的数字值，再经温度表(8)查表后获得炉内的实际温度数字值，传递给控制模块(9)；
控制模块(9)先查温度表，根据温度数字信号获取炉内温度值，再根据炉内的温度判断窑炉烧制过程所处的阶段：升温、保温或降温阶段，依据设定要求，通过开关量输出模块(10)的一路开关量输出电路输出TTL高低电平和输出时间给电路驱动模块和继电器(11)，用于控制风门的开度调节；
电路驱动模块和继电器(11)对开关量输出模块传递的TTL信号，先经过电流驱动芯片进行信号放大，再控制双开双掷的继电器，继电器控制供给电动推杆(12)的电机的电流的方向，实现控制电机的旋转方向；TTL信号高电平时，电机正转，TTL低电平时，电机反转。
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