CN111854459B - 一种加热炉炉气温度精准控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热炉炉气温度精准控制方法，利用设置在加热炉各个燃烧段处的流量孔板，先对煤气以及空气流量进行精准测控，得出实际的流量反馈；对目标温度、燃气增量以及空燃比预设值这三个数据进行监控和修正，对温度进行控制；若当无法通过流量进行温度调节时，利用设置的快切阀自动控制模块对快切阀进行有规律的切换动作达到对温度的精准控制，实现了操作系统的简单化，并且在正常的工况下，空燃比设定值和煤气增量是不需要调整的，而目标温度由二级给出，因此，在整个控制过程中，几乎不再需要操作者进行人工干预，基本实现智能燃烧。

Description

一种加热炉炉气温度精准控制方法

技术领域

本发明涉及工业加热炉温度控制技术的技术领域，尤其涉及一种加热炉炉气温度精准控制方法。

背景技术

目前加热炉炉气温度控制多使用阀门开口度控制，通过煤气调节阀的开口度控制煤气流量。当需要升温时，则增加煤气调节阀阀门开口度，同时等比增加预设空燃比的空气阀门开口度；当需要降温时，则减少煤气阀门开口度，同时等比降低预设空燃比的空气阀门开口度。同时根据各个加热段残氧分析仪采集上来炉内含氧量，适当调节空气阀门开口度，以便得到一个相对稳定的燃烧环境，避免煤气浪费或产生过多的氧化铁皮。

然而在实际应用中，由于各种原因，加热炉使用的煤气压力并非一个稳定值，由于煤气压力的波动，在同一阀门开口度下流量波动较大，最终导致进入加热炉内部煤气总量的波动，因此造成温度的不稳定。另外，由于目前使用的残氧分析仪技术尚未成熟，故障率较高，且精度受到煤气质量的影响波动很大，因此无法实时提供高精度的准确数值。最终各种不利因素的叠加，造成整个加热炉温度控制精度的振荡，使得加热炉温度控制精度通常在±30℃到±50℃之间。而这一控制精度，无法满足二级燃烧模型的要求，因此也会制约二级模型的投入使用。

这类控制系统存在两个致命缺陷，一是当煤气压力波动较大时，整个系统控制温度的精度也会跟随煤气压力的波动而大幅度振荡，且当煤气压力低于某一个数值时，整个系统将无法正常投入；二是当残氧分析故障时，直接导致因为煤气燃烧不充分而造成烟囱冒烟或助燃空气流量过大，氧化铁皮大量生成，甚至会使整个控制系统崩溃，使得自动燃烧系统无法正常使用。

在整个使用过程中，需要操作人员时刻关注各种工况，相应的调整参数过多，例如需要调节目标温度、空气阀最小开度、燃气阀最小开度、空气阀最大开度、燃气阀最大开度、空气阀划分等分、煤气阀划分等分、阀门调节时间间隔、空气阀修正时间间隔、空气阀每次修正量、空气阀设定调节量等共计14个参数。而这些参数存在相互影响，因此一般操作人员很难快速熟悉并掌握。

针对上述情况，我们需要设计出一种新的控制方式，避开所有影响系统精度的因素，且便于操作人员操作，并快速掌握的新控制方式。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有加热炉炉气温度精准控制方法存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种加热炉炉气温度精准控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种加热炉炉气温度精准控制方法，

利用设置在加热炉各个燃烧段处的流量孔板，先对煤气以及空气流量进行精准测控，得出实际的流量反馈；

对目标温度、燃气增量以及空燃比预设值这三个数据进行监控和修正，对温度进行控制；

若当无法通过流量进行温度调节时，利用设置的快切阀自动控制模块对快切阀进行有规律的切换动作达到对温度的精准控制。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

在PLC中，将目标流量作为输入值，将实际流量作为反馈值，而阀门的开口度作为输出的控制值，建立PID调节系统；

然后对目标流量以及实际流量的大小进行对比判断，再根据不同的阀门特性，调节相应的比例系数和积分时间，得出流量控制曲线。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

固化各个煤气支管的流量孔板能检测到的最小煤气流量、各个加热段能够燃烧的最大煤气流量，保护煤气烧嘴的最小空气流量、每次调节时间间隔以及煤气增量倍数；

测出精准的煤气流量以及空气流量，然后进行数值判断和计算，不断进行叠加，直至目标煤气量，实现控制。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

预先判断空燃比预设值，将其控制在合理范围内；

利用煤气目标值与空燃比的乘积得到理论空气计算值，然后用煤气实际流量与空燃比的乘积得到实际空气计算值，然后进行比对判断，并且利用PID精准计算处煤气及空气流量；

进行无扰动切换，避免温差较大导致产生的煤气流量大幅度拨动；

判断当前状态同时确定升降温倍数，根据温差判断是否升温还是降温，同时标出状态位；

调节时间及煤气增量计算，判断当前煤气流量与目标煤气流量的流量差，同时设置一个门槛差值，然后通过计算确定计算标志。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：上述步骤还包括如下步骤：

当煤气目标值通过计算小于最小值或大于最大值时，系统将发出报警，告知无法继续调节；

根据炉况设置一个门槛值，然后根据温差的绝对值与门槛值进行判断得出处于何种状态，进行升降温控制。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：上述步骤还包括如下步骤：

判断当前温度曲线状态，再根据温度变化曲线分析出加热炉的惯性温度，记录温度拐点煤气流量，当温度上升或下降至拐点附近时，直接将温度拐点的煤气流量输送到煤气目标流量，对加热炉的温度进行超前控制。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

对煤气实际流量以及检测目标温度进行监控和对比判断，判断快切阀自动控制功能是否允许投入；

在快切阀自动控制功能投入后，保存当前的阀位，然后判断当前阀位，之后在关闭所有烧嘴快切阀，并记录炉气温度；

当实际温差小于等于5℃时，开启快切阀自动控制功能。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

对加热炉的若干个烧嘴进行分组，并利用计数器控制烧嘴的分时启动，并且以10分钟为一个周期，对温度进行测量，若控制在目标范围内，则保持当前状态；若温差大于15℃，则解除快切阀自动控制功能模式。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

当系统判断当前控制模式已经不能满足生产需求时，按5秒的间隔，逐个打开所有阀门，将前一步保存的煤气阀阀位恢复到当前阀位，并复位每个设置在烧嘴上的计数器。

作为本发明所述加热炉炉气温度精准控制方法的一种优选方案，其中：还包括如下步骤：

在快切阀自动控制功能投入后，封锁HMI画面上的快切阀操作按钮。

本发明的有益效果：实现了操作系统的简单化，并且在正常的工况下，空燃比设定值和煤气增量是不需要调整的，而目标温度由二级给出，因此，在整个控制过程中，几乎不再需要操作者进行人工干预，基本实现智能燃烧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：

图1为本发明加热炉炉气温度精准控制方法所述的无扰动切换流程图。

图2为本发明加热炉炉气温度精准控制方法所述的温差计算流程图。

图3为本发明加热炉炉气温度精准控制方法所述的升温标志到时煤气增量设定值的计算流程图。

图4为本发明加热炉炉气温度精准控制方法所述的降温标志到时煤气增量设定值的计算流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

一种加热炉炉气温度精准控制方法包括以下步骤：

利用设置在加热炉各个燃烧段处的流量孔板，先对煤气以及空气流量进行精准测控，得出实际的流量反馈；

对目标温度、燃气增量以及空燃比预设值这三个数据进行监控和修正，对温度进行控制；

若当无法通过流量进行温度调节时，利用设置的快切阀自动控制模块对快切阀进行有规律的切换动作达到对温度的精准控制，

其中第一步中还包括如下步骤：

在PLC中，将目标流量作为输入值，将实际流量作为反馈值，而阀门的开口度作为输出的控制值，建立PID调节系统；

然后对目标流量以及实际流量的大小进行对比判断，再根据不同的阀门特性，调节相应的比例系数和积分时间，得出流量控制曲线。

具体的，煤气及空气流量精准控制是此控制方式的基础和前提；温度精准控制是此方法的核心部分；快切法自动控制是当无法通过流量调节时，可以通过快切阀有规律的切换达到温度的精准控制，并且此控制方法操作简单，温度控制精准，并且不需要残氧分析仪干预(预留接口，当残氧分析仪能够提供可靠数据时，可以直接介入控制)。

因为所有加热炉各个燃烧段的支管都会有流量孔板，用于检测支管煤气流量和空气流量，之后利用此流量，作为流量反馈，分别控制各个支管的煤气调节阀和空气调节阀。

同时在进行检测和反馈时，将目标流量作为输入值，将实际流量作为反馈值，而阀门的开口度作为输出控制值，建立PID调节系统，当目标流量小于实际流量时，则系统自动关闭阀门开口度；当目标流量大于实际流量时，则系统自动打开阀门开口度，根据不同阀门的特性，调节相应的比例系数和积分时间，最终需要得到一条快速收敛的流量控制曲线。

利用这个方法，可以让目标流量与实际流量和阀门开口度有效的统一起来，让其动作近似统一成同一曲线，最终实现流量的精准控制，这一步骤是整个控制系统的关键，两条曲线越接近，则控制精度越高。

然而由于各个加热炉使用阀门质量参差不齐，有些阀门动作不灵敏，因此会造成阀门开口度波动较大，因此增大PID调节的比例系数，即：使阀门动作速度加快，让流量快速收敛于一定比例的区域，而在这一区域内可以使煤气及空气相对稳定，利用加热炉的大滞后特性，使得温度趋于稳定。

当阀门精度不高或反应不灵敏时，可以利用提高阀门动作频率的方法，让阀门快速动作，使目标流量与实际流量有效的统一起来，让其动作近似统一成同一曲线，最终实现流量的精准控制，此时阀门动作会非常频繁，在本实施例中，选择气动调节阀。

目前在实际应用中，由于各种原因，加热炉使用的煤气压力并非一个稳定值，由于煤气压力的波动，在同一阀门开口度下流量波动较大，最终导致进入加热炉内部煤气总量的波动，因此造成温度的不稳定。另外，由于目前使用的残氧分析仪技术尚未成熟，故障率较高，且精度受到煤气质量的影响波动很大，因此无法实时提供高精度的准确数值。

在整个使用过程中，需要操作人员时刻关注各种工况，相应的调整参数过多，例如需要调节目标温度、空气阀最小开度、燃气阀最小开度、空气阀最大开度、燃气阀最大开度、空气阀划分等分、煤气阀划分等分、阀门调节时间间隔、空气阀修正时间间隔、空气阀每次修正量、空气阀设定调节量等共计14个参数。而这些参数存在相互影响，因此一般操作人员很难快速熟悉并掌握

在进行上述的所述的步骤之后，需要对目标的温度、燃气的增量以及空燃比预设值这三个数据进行监控，进而只需对上述的三个数据值进行修正即可对温度进行控制。

当使用二级燃烧模型时，操作人员只需调整空燃比设定值和煤气调节量(煤气增量)，当不使用二级燃烧模型时，操作者只需自行输入目标温度即可，进而实现了操作的简单化，并且只要空燃比实际值与设定值接近，则表明煤气流量与空气流量均在受控范围内，因此控制温度的精度在系统控制的范围内拨动，控制精度均能保证在±15℃以内。

首先实现了操作系统的简单化，并且在正常的工况下，空燃比设定值和煤气增量是不需要调整的，而目标温度由二级给出，因此，在整个控制过程中，几乎不再需要操作者进行人工干预，基本实现智能燃烧。

实施例2

如图1-4，上述的步骤中还包括如下步骤：

固化各个煤气支管的流量孔板能检测到的最小煤气流量、各个加热段能够燃烧的最大煤气流量(当煤气流量大于最大流量后，由于该段煤气无法完全燃烧，富余的煤气和相应增加的空气将会带走部分热量，加热炉温度不升反降)，保护煤气烧嘴的最小空气流量、每次调节时间间隔以及煤气增量倍数，将上述的参数确定固化后，能方便对后续的控制的判断和选择；

测出精准的煤气流量以及空气流量，利用空燃比预设值计算处空气目标流量，然后利用进行数值判断和计算，是否进行升温或降温，同时根据温差判断执行什么速度的升降温，然后在通过温差的等级判断使用升温或者降温的倍数，最后通过倍数与煤气增量的乘积，通过每次调节时间的间隔，一次次的叠加到目标煤气量，实现对温度的精确控制。

预先判断空燃比预设值，当空燃比预设值在一个合理范围内，则执行预设的空燃比；当空燃比预设值超出范围时，执行预设的最大值或最小值，其目的在于确保空燃比始终保持在一个合理的范围内，同时也为后期投入空燃比自动控制预留接口，使得空气及煤气的比例不至于因为操作失误或者系统计算出错给出错误空燃比，造成燃烧不充分，导致烟囱冒烟。

利用煤气目标值与空燃比的乘积得到理论空气计算值，然后用煤气实际流量与空燃比的乘积得到实际空气计算值，当理论空气计算值小于实际空气计算值时，我们的空气目标值取实际空气计算值(空气流量计算值＝实际燃气计算值×空煤比)；当理论空气计算值大于等于实际空气计算值时，取理论空气计算值；当空气目标值小于等于最小空气流量时，取最小空气流量，进而能保证煤气充分的燃烧，又确保不会因为目标煤气流量太小，导致需要的空气流量过低，造成烧坏烧嘴的安全事故发生，同时利用PID调节模块，计算出精准的煤气及空气流量，用于控制阀门。

进行无扰动切换，当投入温度自动控制时，将当前空燃比存入空燃比预设值、将煤气增量设定值存入煤气增量(△g_设＝煤气增量设定值)、将实际煤气流量和存入目标煤气流量和目标煤气流量计算值、将实际温度存入目标温度，避免温差较大导致产生的煤气流量大幅度拨动(实际燃气计算值＝实际燃气计算值+△g_设，每十秒进行一次计算，计算的燃气实际计算值为上一次计算的燃气实际计算值增多或减少)；

判断当前状态同时确定升降温倍数，首先根据当前温度与目标温度的差值判断需要升温还是降温，同时标志出状态位(即升温标志或降温标志)，当温差小于5℃大于2℃时使用一倍速增量升降温；当温差小于10℃且大于等于5℃时，使用2倍速增量升降温；当温差大于10℃时，使用3倍数升降温；当温差小于2℃时，处于保温状态，维持阀门开度不变的状态，由于加热炉属于一个大惯性、大滞后的控制系统，因此在整个控制过程中需要考虑控制惯性和滞后性，所以在在升温或降温过程中，需要根据各个炉子的实际状态，设置温度缓冲区域，当温度上升或下降到温度缓冲区域后，提前终止燃气流量的增减，利用加热系统的惯性和滞后性，让其达到或略超过目标值，以便提高控制精度，同时能够大幅度避免控制上的超调量，也为下一次调节提供一定的超前量。

调节时间及煤气增量计算，首先我们固定了调节时间，即系统只在固定的时间内调节，这样如果想加快调节速度，只需要增大煤气增量即可，这样可以避免为了调节速度既可以调节增量，又可以调节速度，然后确定计算标志，在判断计算标志前，需要判断当前煤气流量与目标煤气流量的流量差，同时设置一个门槛差值(门槛值的设定一定要根据阀门特性设定)，当煤气流量差低于门槛值时，开始计算煤气调节时间；当煤气差大于门槛值时，则说明阀门还未达到应有开度，需要系统给予其动作的时间，进而能够避免因为阀门卡死或动作不灵敏导致煤气的给定流量与实际流量差值过大，造成系统崩溃，同时也便于操作人员及时发现故障阀门。

值得说明的是，此计算标志必须是一个脉冲信号，当满足条件时只在一个扫描周期内生效一次，以避免系统重复计算，根据计算标志，结合之前的升降温标志与煤气增量进行计算，每一个计算周期，系统自动将当前煤气目标值加上或减去煤气增量，再赋给目标值，以便达到调节煤气目标值的效果；

上述步骤后还有如下步骤：

对煤气的目标值到达极限之后的处理，当煤气目标值通过计算小于最小值或大于最大值时，系统将发出报警，告知无法继续调节，此报警标志可以用于HMI画面，提示操作工目前系统已经处于极限状态，无法继续调节。同时将预先设定好的极限值赋予目标值，以避免系统出错，确保加热炉的安全；

根据炉况设置一个门槛值，然后根据温差的绝对值与门槛值进行判断得出处于何种状态，当温差绝对值大于等于门槛值时，则判断当前状态处于极速升降温状态，表明系统需要做快速升降温的动作。如果需要升温时，则直接把煤气最大流量赋给煤气流量目标值；如果需要降温时，则把煤气最小流量赋给煤气流量目标值，这样就可以直接进行升降温的操作，避免再次通过修改目标流量造成的系统延时，从而快速升降温；

上述步骤还包括如下步骤：

对加热炉的温度进行超前控制，由于加热炉控制属于一个大滞后的控制系统，常规控制方式将会受到严重滞后，需要升温时，煤气用量增加，温度缓慢上升，当温度没有到达目标值时，煤气量会持续增加，温度会继续上升；当温度到达目标值后，需要降低煤气用量，而由于系统惯性，即使在缓慢降低煤气用量时，温度还需继续小幅度上升后再降低，进而度即将到达目标值后，有一定的煤气增量属于无效值，属于浪费的能源，且会增加控制系统的惯性，加热炉超前控制的思路具体为判断当前温度曲线的状态(处于升温状态还是降温状态)，然后根据炉子温度变化曲线分析出加热炉的惯性温度，在这个温度时提前记录煤气流量值(定义为：温度拐点煤气流量)，当温度上升或下降到温度拐点(温度拐点，即温度曲线上的峰值)后，不需要通过计算，直接将温度拐点流量送到煤气目标流量，进而加快对整个加热炉的温度精准控制。

实施例3

若当无法通过流量进行温度调节时，利用设置的快切阀自动控制模块，对煤气实际流量以及检测目标温度进行监控和对比判断，当煤气实际流量达到最小流量，且实际温度高于目标温度10℃，则快切阀自动控制功能投入，当检测目标温度低于实际温度60℃时，则默认为需要极速降温，快切阀自动控制功能投入。

在快切阀自动控制功能投入后，保存当前的阀位，待此功能切除后恢复到初始值，然后判断当前阀位，如果当前阀位小于安全阀位，安全阀位设置成当前阀位，(安全阀位是指在此阀位下，所有烧嘴能够安全的点火的阀位)，之后关闭所有烧嘴快切阀，让温度迅速下降，这个状态我们用温度曲线记录下来类似于滑梯，因此我们称之为温度滑梯。

当实际温差小于等于5℃时，设置为温度滑梯滑行到位，开启快切阀自动控制功能；

此功能的核心目的是既要保证有效的关闭阀门，避免不必要的煤气浪费，又要在点火后，各个烧嘴能够均匀的加热板坯。由于加热炉各加热段的烧嘴都是成对设置的，因此将加热炉烧嘴进行编号，一侧为奇数烧嘴，另一侧则为偶数烧嘴。

以8个烧嘴的加热炉为例，一侧(A组)我们编号为1烧嘴、3烧嘴、5烧嘴、7烧嘴，另一侧(B组)编号为2烧嘴、4烧嘴、6烧嘴、8烧嘴。首先我们将这些烧嘴分组，即：1烧嘴、4烧嘴、5烧嘴、8烧嘴为一组；2烧嘴、3烧嘴、6烧嘴、7烧嘴。

当快切阀自动功能投入后，所有阀门全部关闭，此时该段温度处于快速降温的温度滑梯状态，当温度滑梯滑行到位，首先启动A组阀门，为避免突然同时打开多个烧嘴，引起煤气压力的突变，将A组阀门按编号每5秒打开一个，直到阀门全部开完，同时打开计时器，让这样的状态持续位置一分钟。一分钟后关闭这一组阀门，切换到B组阀门，当切换到B组阀门后，再按上述方法，逐个打开B组的各个阀门，以此交替进行，以10分钟为一个大周期进行运行，如果10分钟内，温度能够控制在目标范围，则保持当前状态；当温差大于15℃，即目标温度高于实际温度15℃，则系统默认此时当前控制模式已经不满足生产需求，系统将立即解除此控制模式，恢复到常规控制模式。

还包括如下步骤：

当系统判断当前控制模式已经不能满足生产需求时，按5秒的间隔，逐个打开所有阀门，将前一步保存的煤气阀阀位恢复到当前阀位，并复位每个设置在烧嘴上的计数器，让所有计数器恢复到初始值。

还包括如下步骤：

在快切阀自动控制功能投入后，封锁HMI画面上的快切阀操作按钮，将其设置为不可操作，以避免人工与自动相互干扰。

其余步骤与实施例2相同。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种加热炉炉气温度精准控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

利用设置在加热炉各个燃烧段处的流量孔板，先对煤气以及空气流量进行精准测控，得出实际的流量反馈；

对目标温度、煤气增量以及空燃比预设值这三个数据进行监控和修正，对温度进行控制；

若当无法通过流量进行温度调节时，利用设置的快切阀自动控制模块对快切阀进行有规律的切换动作达到对温度的精准控制，

在PLC中，将目标流量作为输入值，将实际流量作为反馈值，而阀门的开口度作为输出的控制值，建立PID调节系统；

然后对目标流量以及实际流量的大小进行对比判断，再根据不同的阀门特性，调节相应的比例系数和积分时间，得出流量控制曲线，

固化各个煤气支管的流量孔板能检测到的最小煤气流量、各个加热段能够燃烧的最大煤气流量，保护煤气烧嘴的最小空气流量、每次调节时间间隔以及煤气增量倍数；

测出精准的煤气流量以及空气流量，然后进行数值判断和计算，不断进行叠加，直至目标煤气量，实现控制。

2.如权利要求1所述的加热炉炉气温度精准控制方法，其特征在于：还包括如下步骤：

预先判断空燃比预设值，将其控制在合理范围内；

利用煤气目标值与空燃比的乘积得到理论空气计算值，然后用煤气实际流量与空燃比的乘积得到实际空气计算值，然后进行比对判断，并且利用PID精准计算出煤气及空气流量；

进行无扰动切换，避免温差较大导致产生的煤气流量大幅度波动；

判断当前状态同时确定升降温倍数，根据温差判断是否升温还是降温，同时标出状态位；

调节时间及煤气增量计算，判断当前煤气流量与目标煤气流量的流量差，同时设置一个门槛差值，然后通过计算确定计算标志。

3.如权利要求2 所述的加热炉炉气温度精准控制方法，其特征在于：上述步骤还包括如下步骤：

当煤气目标值通过计算小于最小值或大于最大值时，系统将发出报警，告知无法继续调节；

根据炉况设置一个门槛值，然后根据温差的绝对值与门槛值进行判断得出处于何种状态，进行升降温控制。

4.如权利要求3 所述的加热炉炉气温度精准控制方法，其特征在于：上述步骤还包括如下步骤：

判断当前温度曲线状态，再根据温度变化曲线分析出加热炉的惯性温度，记录温度拐点煤气流量，当温度上升或下降至拐点附近时，直接将温度拐点的煤气流量输送到煤气目标流量，对加热炉的温度进行超前控制，

对煤气实际流量以及检测目标温度进行监控和对比判断，判断快切阀自动控制功能是否允许投入；

在快切阀自动控制功能投入后，保存当前的阀位，然后判断当前阀位，之后再关闭所有烧嘴快切阀，并记录炉气温度；

当实际温差小于等于5°C时，开启快切阀自动控制功能。

5.如权利要求4所述的加热炉炉气温度精准控制方法，其特征在于：还包括如下步骤：

对加热炉的若干个烧嘴进行分组，并利用计数器控制烧嘴的分时启动，并且以10分钟为一个周期，对温度进行测量，若控制在目标范围内，则保持当前状态；若温差大于15°C，则解除快切阀自动控制功能模式。

6.如权利要求5 所述的加热炉炉气温度精准控制方法，其特征在于：还包括如下步骤：

当系统判断当前控制模式已经不能满足生产需求时，以5秒的间隔，逐个打开所有阀门，将前一步保存的煤气阀阀位恢复到当前阀位，并复位每个设置在烧嘴上的计数器，

在快切阀自动控制功能投入后，封锁HMI画面上的快切阀操作按钮。

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