CN112947187A - 一种烘炉控制系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种节能的智能烘炉控制系统及其应用，它能够时时进行功率检测，实现多烘炉间的智能功率分配，提高生产效率，节约生产和人员成本。同时它还能够实现不同烘炉间的热量传递，降低能耗，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及烘炉领域，具体涉及一种节能的烘炉智能控制系统及其应用。
背景技术
在换热器管束防腐行业或类似的行业的生产过程中，烘炉是用电能耗最多的设备，一个烘炉一般的功率为一百到几百千瓦，其在生产中的实际运行有其自身的规律，通过检测烘炉的实际运行功率会发现烘炉功率的运行曲线图波动会非常大，其在升温阶段的功率会使用到90％(持续10-20分钟)，在保温阶段功率的使用会降到20-40％(40-60分钟)，这和管束换热器漆膜烘烤升温曲线关系非常紧密，因为换热器管束漆膜升温曲线要求烘炉的升温幅度小，恒温时间长，这样才能保证换热器管束漆膜达到最佳烘烤效果。
一般来说，烘炉数量是制约换热器管束生产能力的一个重要的因素，为提高生产效率，生产上一般会建2-4个烘炉，这样就会带来一个非常矛盾的问题，如果按2-4个烘炉的最大输出功率来计算，变压器容量、电缆等设施配件投资会相应的增大很多，给生产设施带来极大的成本压力，但在实际使用的过程中，这2-4个烘炉能同时达到最大功率的机会很少，因此生产上为了节约生产成本，一般通过人力进行烘炉间的调配使用，但这仍不可避免的出现变压器满负荷运行，且效率低下。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种节能的智能烘炉控制系统及其应用，它能够时时进行功率检测，实现多烘炉间的功率智能分配，提高效率，节约生产和人员成本，同时它还能够实现不同烘炉间的热量传递，降低能耗，节能环保。
具体的，本发明提供了一种烘炉控制系统，其包括检测系统、调节系统、加热系统、烘炉系统、循环系统、以及管路系统，其中：所述的检测系统分别与变压器以及其他较大用电功率设备连接，用来检测变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定加热系统中各加热单元的最大使用功率；所述的调节系统分别与检测系统和加热系统中各加热单元连接，用来根据检测系统反馈的最大使用功率控制加热系统中各加热单元的单独启动、升温、恒温和关闭；所述的加热系统中的加热单元和烘炉系统中的烘炉单元通过管路系统中的管路对应连接，且加热系统中的加热单元能够调节对应烘炉单元的温度；循环系统分别与烘炉系统中的烘炉单元连接，当循序系统开启时，可实现各烘炉单元之间的温度传递。
一般来说，所述的加热系统包含至少两个加热单元，且烘炉系统包含与加热单元相同数量的烘炉单元，在某些实施例中，所述的加热系统包含2个加热单元(在某些具体的实施例中，我们可以阐述为第一加热单元、第二加热单元，应该知道第一加热单元和第二加热单元仅仅是为了给加热单元一个编号上的区分，其实际上同属于加热系统中功能相同但独立的两个的加热单元，本发明提供的烘炉控制系统不受第一加热单元、第二加热单元或第N加热单元的限制，下同)，且所述的烘炉系统包含2个烘炉单元(同样，我们可以阐述为第一烘炉、第二烘炉)(同样可以理解的是，第一加热单元和第一烘炉连接，第二加热单元和第二烘炉连接，这仅仅是为了更好的对本发明进行清楚明白的阐述而人为进行的编号定义，不应视为结构的区分或者对本发明的限制，下同)；或者所述的加热系统包含3个加热单元，且所述的烘炉系统包含3个烘炉单元；或者所述的加热系统包含4个加热单元，且所述的烘炉系统包含4个烘炉单元。需要指出的是，加热系统中加热单元的数量可根据实际生产情况具体调整，本发明提供的烘炉控制系统不受加热单元数量的限制。
具体的，所述的加热系统包括加热控制单元、风机、加热器、温度传感器和电源线，其中所述的加热控制单元能够在所述的调节系统控制下调节风机和加热器的工作状态；所述的温度传感器分别与加热控制单元和对应的烘炉单元连接，用于检测烘炉单元的温度并实时反馈加热控制单元。
具体的，所述的管路系统包风机管路单元路和加热器管路单元，所述风机管路单元路分别与风机和烘炉单元连接，风机中产生的风可通风机管路单元路传输到烘炉单元；所述的加热器管路单元分别与加热器和烘炉单元连接，加热器产生的热量可在风机的带动下通过加热器管路单元传输到烘炉单元。
本发明还提供了上述任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统将最大使用功率传输至调节系统，调节系统根据最大使用功率情况或人为操作调配加热系统中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭。
例如，在某些实施例中，检测系统检测到最大使用功率可供一个加热单元最大功率运行(即升温运行)以及两个加热单元恒温运行，则调节系统可根据最大使用功率情况启动第一加热单元的升温，待第一加热单元升至目的温度时，则调节系统在维持第一加热单元恒温的前提下启动第二加热单元的升温，待第二加热单元升至目的温度时，则调节系统在维持第一加热单元和第二加热单元恒温的前提下启动第三加热单元的升温。
本发明还提供了上述任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统将最大使用功率传输至调节系统，调节系统根据最大使用功率情况调配加热系统中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭；
③当加热单元中的加热控制单元在接收到调节系统的加热指令后，启动加热器，在风机的带动下将温度通过加热器管路单元传输到烘炉单元；当温度传感器检测到烘炉单元的温度到达目标温度时，将信号反馈至加热控制单元，加热加热控制单元在指定时间内维持烘炉单元的恒温状态。
本发明还提供了上述任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统将最大使用功率传输至调节系统，调节系统根据最大使用功率情况调配加热系统中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭；
③当加热单元中的加热控制单元在接收到降温指令后，启动风机，风机鼓出的风通风机管路单元路传输到烘炉单元，打开烘炉单元，烘炉单元在风机鼓出的风的带动下实现迅速降温；
本发明还提供了上述任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统将最大使用功率传输至调节系统，调节系统根据最大使用功率情况调配加热系统中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭；
③当加热系统中的第一加热单元工作完毕而第二或其他加热单元尚处于升温状态时，对第一加热单元执行降温指令，启动风机，风机鼓出的风通风机管路单元路传输到烘炉单元，关闭烘炉单元，打开两个加热单元之间对应的循环系统，在风机的带动下实现热量的传输。
附图说明
图1为本发明提供的烘炉控制系统结构示意图；
图2加热单元和烘炉单元结构示意图；
图中：1-检测系统、2-调节系统、3-加热系统、4-烘炉系统、5-循环系统、6-管路系统、7-加热控制单元、8-风机、9-加热器、10-温度传感器、11风机管路单元路、12-加热器管路单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
本实施例提供了一种节能的智能烘炉控制系统(参见图1)，它主要包括检测系统1、调节系统2、加热系统3、烘炉系统4、循环系统5、以及管路系统6，其中：检测系统1分别与变压器以及其他较大用电功率设备连接，用来检测变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定加热系统3中各加热单元的最大使用功率；调节系统2分别与检测系统1和加热系统3中各加热单元连接，用来根据检测系统1反馈的最大使用功率控制加热系统3中各加热单元的单独启动、升温、恒温和关闭；所述的加热系统3中的加热单元和烘炉系统4中的烘炉单元通过管路系统6中的管路对应连接，且加热系统3中的加热单元能够调节对应烘炉单元的温度；循环系统5分别与烘炉系统4中的烘炉单元连接，当循序系统5开启时，可实现各烘炉单元之间的温度传递。
其中，加热系统3具体包括加热控制单元7、风机8、加热器9、温度传感器10和电源线，其中所述的加热控制单元7能够在所述的调节系统2控制下调节风机8和加热器9的工作状态；所述的温度传感器10分别与加热控制单元7和对应的烘炉单元连接，用于检测烘炉单元的温度并实时反馈加热控制单元7。
管路系统6具体包风机管路单元路11和加热器管路单元12，所述风机管路单元路11分别与风机8和烘炉单元连接，风机8中产生的风可通风机管路单元路11传输到烘炉单元；所述的加热器管路单元12分别与加热器9和烘炉单元连接，加热器9产生的热量可在风机的带动下通过加热器管路单元12传输到烘炉单元。
一般情况下来说，加热系统3中加热单元的数量可根据实际生产情况具体调整，本发明提供的烘炉控制系统包含至少两个加热单元，且烘炉系统4包含与加热单元相同数量的烘炉单元，在某些实施例中，加热系统可以包含2个加热单元，那么对应的烘炉系统包含2个烘炉单元；或者加热系统包含3个加热单元，那么对应的烘炉系统包含3个烘炉单元；或者加热系统包含4个加热单元，那么对应的烘炉系统包含4个烘炉单元。
本实施例中，我们以加热单元数量为3为例，对本发明的应用进行具体的说明。需要特别说明的是，为了更清楚的对本发明进行阐述，我们在本实施例中对加热单元、烘炉单元以风机管路单元路、加热器管路单元进行了编号表述，例如第一加热单元、第二加热单元...、第一烘炉单元、第二烘炉单元...、第风机管路单元路、第风机管路单元路...等等，这仅仅是为了更好的对本发明进行清楚明白的阐述而人为进行的编号定义，不应视为结构的区分或者对本发明的限制。
首先检测系统分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统中第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元的最大使用功率；
检测系统将最大使用功率传输至调节系统，调节系统根据最大使用功率情况调配第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元单独启动、升温、降温和关闭。同样，我们也可以通过人工调整的方式配第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元单独启动、升温、降温和关闭，但是为了更好地体现本控制系统的智能功能，本实施例阐述的是根据最大使用功率情况调配的情形。
例如检测系统检测到目前的最大使用功率可供一个加热单元最大功率运行(即升温运行)以及两个加热单元恒温运行，则调节系统可根据最大使用功率情况启动第一加热单元的升温，待第一加热单元升至目的温度时，调节系统在维持第一加热单元恒温的前提下启动第二加热单元的升温，待第二加热单元升至目的温度时，则调节系统在维持第一加热单元和第二加热单元恒温的前提下启动第三加热单元的升温。
具体的，当第一加热单元中的第一加热控制单元在接收到调节系统的加热指令后，启动第一加热器，在第一风机的带动下将温度通过第一加热器管路单元传输到第一烘炉单元；当第一温度传感器检测到第一烘炉单元的温度到达目标温度时，将信号反馈至第一加热控制单元，第一加热控制单元在指定时间内维持第一烘炉单元的恒温状态；与此同时，调节系统向第二加热单元中的第二加热控制单元发出加热指令，启动第二加热器，在第二风机的带动下将温度通过第二加热器管路单元传输到第二烘炉单元；当第二温度传感器检测到第二烘炉单元的温度到达目标温度时，将信号反馈至第二加热控制单元，第二加热控制单元在指定时间内维持第二烘炉单元的恒温状态；与此同时，调节系统向第三加热单元中的第三加热控制单元发出加热指令，启动第三加热器，在第三风机的带动下将温度通过第三加热器管路单元传输到第三烘炉单元；当第三温度传感器检测到第三烘炉单元的温度到达目标温度时，将信号反馈至第三加热控制单元，第三加热控制单元在指定时间内维持第三烘炉单元的恒温状态。
当第一加热单元中的第一加热控制单元收到降温指令后，第一启动风机，第一风机鼓出的风通过第风机管路单元路传输到第一烘炉单元，这时我们打开第一烘炉单元，第一烘炉单元在第一风机鼓出的风的带动下实现迅速降温；而第二烘炉单元和第三烘炉单元的工作状态不受第一加热单元的影响。
在实际应用中，我们还可以遇到这样一种情形，比如第一烘炉单元已经完成了烘烤任务而第三烘炉单元尚在升温状态中，这是为了避免热量的浪费，我们可以人为对第一加热单元执行降温指令，启动第一风机，第一风机鼓出的风通过第风机管路单元路传输到第一烘炉单元，我们保持第一烘炉单元关闭，打开第一加热单元和第三加热单元之间对应的循环系统，在风机的带动下迅速实现第一加热单元和第三加热单元之间热量的传输。
以上所述的实施例，其描述较为详细具体，但并不能理解为对本发明专利范围的限制。应当说明的是，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本构思的前提下，还可以做若干的变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (10)
1.一种烘炉控制系统，其特征在于，所述的烘炉控制系统包括检测系统(1)、调节系统(2)、加热系统(3)、烘炉系统(4)、循环系统(5)、以及管路系统(6)，且所述的加热系统(3)包含至少两个加热单元，所述的烘炉系统(4)包含与加热单元相同数量的烘炉单元，其中：所述的检测系统(1)分别与变压器以及其他较大用电功率设备连接，用来检测变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统(3)中各加热单元使用的最大使用功率；所述的调节系统(2)分别与检测系统(1)和加热系统(3)中各加热单元连接，用来根据检测系统(1)反馈的最大使用功率控制加热系统(3)中各加热单元的单独启动、升温、恒温和关闭；所述的加热系统(3)中的加热单元和烘炉系统(4)中的烘炉单元通过管路系统(6)中的管路对应连接，且加热系统(3)中的加热单元能够调节对应烘炉单元的温度；循环系统(5)分别与烘炉系统(4)中的烘炉单元连接，当循序系统(5)开启时，可实现各烘炉单元之间的温度传递。
2.根据权利要求1所述的烘炉控制系统，其特征在于，所述的加热系统(3)包含2个加热单元，且所述的烘炉系统(4)包含2个烘炉单元。
3.根据权利要求1所述的烘炉控制系统，其特征在于，所述的加热系统(3)包含3个加热单元，且所述的烘炉系统(4)包含3个烘炉单元。
4.根据权利要求1所述的烘炉控制系统，其特征在于，所述的加热系统(3)包含4个加热单元，且所述的烘炉系统(4)包含4个烘炉单元。
5.根据权利要求1-4任一项所述的烘炉控制系统，其特征在于，所述的加热系统(3)包括加热控制单元(7)、风机(8)、加热器(9)、温度传感器(10)和电源线，其中所述的加热控制单元(7)能够在所述的调节系统(2)控制下调节风机(8)和加热器(9)的工作状态；所述的温度传感器(10)分别与加热控制单元(7)和对应的烘炉单元连接，用于检测烘炉单元的温度并实时反馈加热控制单元(7)。
6.根据权利要求1-4任一项所述的烘炉控制系统，其特征在于，所述的管路系统(6)包括风机管路单元(11)和加热器管路单元(12)，所述的风机管路单元(11)分别与风机(8)和烘炉单元连接，风机中产生的风可通过风机管路单元(11)传输到烘炉单元；所述的加热器管路单元(12)分别与加热器(9)和烘炉单元连接，加热器产生的热量可在风机的带动下通过加热器管路单元(12)传输到烘炉单元。
7.权利要求1-6任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，其特征在于，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统(1)分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统(3)中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统(1)将最大使用功率传输至调节系统(2)，调节系统根据最大使用功率情况或人为操作调配加热系统(3)中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭。
8.权利要求1-6任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，其特征在于，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统(1)分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统(3)中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统(1)将最大使用功率传输至调节系统(2)，调节系统根据最大使用功率情况调配加热系统(3)中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭；
③当加热单元中的加热控制单元(7)在接收到调节系统(2)的加热指令后，启动加热器(9)，在风机(8)的带动下将温度通过加热器管路单元(12)传输到烘炉单元；当温度传感器(10)检测到烘炉单元的温度到达目标温度时，将信号反馈至加热控制单元(7)，加热加热控制单元(7)在指定时间内维持烘炉单元的恒温状态。
9.权利要求1-6任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，其特征在于，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统(1)分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统(3)中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统(1)将最大使用功率传输至调节系统(2)，调节系统根据最大使用功率情况调配加热系统(3)中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭；
③当加热单元中的加热控制单元(风机管路单元收到降温指令后，启动风机(8)，风机(8)鼓出的风通过风机管路(11)传输到烘炉单元，打开烘炉单元，烘炉单元在风机(8)鼓出的风的带动下实现迅速降温。
10.权利要求1-6任一项所述的烘炉控制系统的应用方法，其特征在于，所述的方法可包括如下操作：
①检测系统(1)分别收集变压器及其他大功率用电设备的实时功率，进而确定可供加热系统(3)中各加热单元的最大使用功率；
②检测系统(1)将最大使用功率传输至调节系统(2)，调节系统根据最大使用功率情况调配加热系统(3)中的各加热单元的单独启动、升温、降温和关闭；
当加热系统(3)中的第一加热单元工作完毕而第二或其他加热单元尚处于升温状态时，对第一加热单元执行降温指令，启动风机(8)，风机(8)鼓出的风通风机管路单元路(11)传输到烘炉单元，关闭烘炉单元，打开两个加热单元之间对应的循环系统(5)，在风机的带动下实现热量的传输。
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