CN205607180U - 高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器，它具有手动、系统、本机三种控制方式：手动控制方式下可实现点火、小风、小火、大风、大火及报警信号的单独或组合输入输出，便于各控制回路调试或现场故障诊断；系统控制方式下不仅可实现自动点火、小火控制、大火控制、大风冷却控制、火焰检测及熄火报警等功能，而且还具有燃气阀泄漏和工件挡火智能识别及实时报警功能，避免因燃气阀泄漏导致该温控区域温度持续偏高或工件挡火造成工件表面局部过烧而影响产品热处理质量；本机控制方式下通过人工设置燃烧比实现自动点火、大火控制、小火控制、火焰检测及熄火报警等功能，在上位机系统崩溃的情况下仍能实现系统半自动化控制，提高了系统的可靠性。

Description

高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器

技术领域

本实用新型属于工业自动化过程控制领域，具体涉及燃气式热处理炉窑自动化控制系统中的高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器。

背景技术

高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器是连接下位PLC和现场执行机构的终端逻辑控制器，它的存在极大的减少了中央控制室与现场执行机构之间的控制信号线路和反馈信号线路的连接数量，大幅降低了中间线路故障的可能性和维护的复杂性，高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器是实现烧嘴燃烧自动控制，火焰安全监控的智能化控制设备，它可以与各类型高速脉冲烧嘴配套使用，自动完成烧嘴的点火、小火/大火智能控制、火焰检测以及熄火保护，并设有专用接口，可以与上位计算机、PLC、智能温控仪表配套使用，构成闭环温度控制系统。

现有高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器在实际使用过程中存在如下问题：

1.不具备燃气阀泄漏智能识别及实时报警功能。

燃气阀泄漏是指燃气阀处于关闭状态时却无法完全切断燃气输出的状态，其原因是燃气阀频繁启闭磨损所致。系统运行状态下燃气阀泄漏易导致该控温区域温度持续偏高，炉膛均温性差，影响产品热处理质量；系统停止状态下燃气阀泄漏不仅浪费能源，而且存在极大的安全隐患，因此，高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器具备燃气阀泄漏智能识别及实时报警功能显得十分重要。

2.不具备工件挡火智能识别及实时报警功能。

工件挡火是指高速脉冲烧嘴喷出的火焰直接打在工件表面上，热量无法顺利通过工件与台车表面的间隙抵达控温区域，其原因是工件摆放不合理或垫铁高度不够所致。工件挡火不仅导致产品表面局部过烧，而且所对应的控温区域温度会持续偏低，炉膛均温性差，影响产品热处理质量，因此，高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器具备工件挡火智能识别及实时报警功能显得尤为重要。

发明内容

本实用新型设计目的是在现有ASK型智能燃烧控制器所具有的烧嘴自动点火、小火/大火自动控制、火焰检测及熄火保护等功能基础上，增加燃气阀泄漏智能识别及实时报警功能和工件挡火智能识别及实时报警功能。

本实用新型技术方案：

高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器，由ASK型智能燃烧控制器、燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路二部分组成，其特征在于：ASK型智能燃烧控制器通过7芯接插件的第1、3、5、7引脚分别与点火输入信号、大火输入信号、大风输入信号、DC24V+相连，通过14芯接插件的第1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12引脚分别与L1、地、紫外光敏管输入端、紫外光敏管输出端、点火变压器、小风电磁阀、小火电磁阀、大风电磁阀、大火电磁阀、报警反馈信号、L1/N相连；燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路输入端分别与PLC输出端02、PLC输出端05、HSK-A的07引脚及DC24V+相连，输出端分别与燃气阀泄漏报警指示灯和工件挡火报警指示灯相连。

所述的ASK型智能燃烧控制器中电路连接为：7芯接插件第1、3、5引脚分别通过反向截止二极管与PLC输入端对应的09、08、07相连，表示系统控制方式下上位机下传对应的点火信号、大火信号以及大风信号，7芯接插件第7引脚为DC24V+，与直流稳压电源输出端正极相连；手动/系统/本机切换按钮一端与DC24V+相连，另一端分别与PLC输入端04、05、06相连，同时分别与手动指示灯、系统指示灯、本机指示灯相连，该切换按钮用于控制方式选择；点火按钮、大火按钮、大风按钮、小火按钮、小风按钮及报警按钮一端与手动/系统/本机切换按钮的手动输出端相连，另一端分别通过反向截止二极管与PLC输入端09、08、07、03、02、00相连，表示手动控制方式下点火信号、大火信号、大风信号、小火信号、小风信号及报警信号；燃烧比拨盘开关输入端与手动/系统/本机切换按钮的本机输出端相连，输出端依次分别通过反向截止二极管与PLC输入端03、02、01、00相连，4个输出端分别依次代表数字1、2、4、8；HSK-A火焰检测模块的8个接线端依次分别与L1、L1/N、PLC输出端01、14芯接插件第6引脚、14芯接插件第4引脚、DC24V+、PLC输入端10、PLC输出端00相连，依次分别表示相线、中线、点火输入信号、点火输出信号、火焰检测输入信号、DC24V+、火焰检测输出信号、报警输入信号；14芯接插件第1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12引脚分别与PLC输入端L1、PLC输入端地、PLC输入端L1、HSK-A第5引脚、HSK-A第4引脚、PLC输出端03、PLC输出端02、PLC输出端06、PLC输出端05、PLC输出端00、PLC输入端L1/N相连，依次表示相线、地、紫外光敏管电源端、紫外光敏管输出端、点火输出信号、小风输出信号、小火输出信号、大风输出信号、大火输出信号、报警反馈信号、中线；PLC输出端00、01、02、03、05、06分别与报警指示灯、点火指示灯、小火指示灯、小风指示灯、大火指示灯、大风指示灯相连。

燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路中：继电器K1的线圈一端与手动/系统/本机切换按钮的系统输出端相连，另一端与DC24v-相连，表示系统控制方式下继电器K1线圈得电；继电器K2的线圈一端与PLC输出端02相连，另一端与L1/N相连，表示有小火输出时继电器K2的线圈得电；继电器K3的线圈一端与PLC输出端05相连，另一端与L1/N相连，表示有大火输出时继电器K3的线圈得电；继电器K5的线圈一端与HSK-A火焰检测模块的7引脚相连，另一端与DC24v-相连，表示检测到火焰信号时继电器K5的线圈得电；继电器K1的常开触点一端与DC24V+相连，另一端分别与继电器K2的常开触点一端、继电器K3的常开触点一端、继电器K4的常闭触点一端相连，继电器K2、K3的常开触点另一端同时与继电器K4的线圈一端相连，继电器K4的线圈另一端与DC24V-相连，继电器K4的常闭触点另一端与继电器K5的常开触点一端相连，继电器K5的常开触点另一端与燃气阀泄漏报警指示灯一端相连，燃气阀泄漏报警指示灯另一端与DC24V-相连，燃气阀泄漏智能识别控制输出电路是在系统控制方式下，既没有小火控制输出，又没有大火控制输出，若此时系统检测到火焰信号，表明燃气阀泄漏并报警输出；继电器K1的常开触点一端与DC24V+相连，另一端分别与继电器K3的常开触点一端、时间继电器KT的通电延时常开触点一端相连，继电器K3的常开触点另一端与时间继电器KT的通电延时线圈一端相连，时间继电器KT的通电延时线圈另一端与DC24V-相连，以上电气连接表示在系统控制方式下，若有大火输出，继电器K3的常开触点接通，时间继电器的通电延时线圈得电，时间继电器开始计时；时间继电器KT的通电延时常开触点另一端与工件挡火报警指示灯的一端相连，工件挡火报警指示灯的另一端与DC24V-相连，时间继电器KT通电延时时间设置为10分钟，上述电气连接表示时间继电器设定时间到并通过工件挡火报警指示灯输出，工件挡火智能识别控制输出电路是在系统控制方式下，大火不间断输出10分钟以上并且无熄火报警，表明工件挡火并报警输出。

本实用新型技术效果：

1.火焰检测灵敏度高并且火焰检测信号稳定可靠，避免了有火检测不到，无火有信号的假象，确保了燃气的安全燃烧。火焰检测灵敏度为1支烛光0.8米能检测到，检测电流≤AC10毫安，火焰检测信号传输距离5～30m，熄火延迟时间0～6秒可调，着火响应时间约0.1秒，上述性能满足现场工况要求。

2.手动控制方式下可分别对点火、小风、小火、大风、大火及报警等输出回路进行测试，便于技术人员现场故障诊断；手动控制方式下当点火按钮接通10S后PLC报警并自动切断点火控制输出信号直到点火按钮断开时才解除报警状态，避免了现场误操作而影响点火装置使用寿命；手动控制方式下当小火或大火按钮接通4S后未检测到火焰信号时，PLC报警并自动切断小火或大火控制输出信号，直到小火或大火按钮全部断开时才解除报警状态，确保了燃气安全燃烧。

3.系统控制方式下不仅可实现自动点火、小火输出、大火输出、大风冷却控制以及熄火报警等功能，而且还具有智能判断燃气阀泄漏、工件挡火并实时报警输出功能。燃气阀泄漏及工件挡火智能判断功能可在系统运行过程中及时发现燃气切断阀是否有漏气现象，工件是否有挡火现象，通过报警输出提醒技术人员及时处理，避免因燃气阀泄漏或工件挡火而影响产品的热处理质量。

4.本机控制方式是通过人工设置燃烧比实现自动点火、大火/小火自动控制及熄火报警等功能，在上位机系统崩溃的情况下仍能实现系统半自动控制，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

图2为实用新型的燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路。

图3为实用新型的继电器接线图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1中，D1～D12为反向截止二级管，K1～K5为继电器，依次分别表示识别系统控制方式的继电器、识别小火控制输出的继电器、识别大火控制输出的继电器、识别小火或大火控制输出的继电器、识别有火信号的继电器，继电器接线如图3，其中，继电器的第(13、14)引脚为控制输入端，第(1、9)、(2、10)、(3、11)、(4、12)引脚为4对常闭触点，第(5、9)、(6、10)、(7、11)、(8、12)引脚为4对常开触点，KT为时间继电器，HSK-A为火焰检测模块，L1～L11依次分别表示本机指示灯、系统指示灯、手动指示灯、工件挡火报警指示灯、燃气阀泄漏报警指示灯、大风指示灯、大火指示灯、小风指示灯、小火指示灯、点火指示灯、熄火报警指示灯，SB1～SB6依次分别表示手动控制方式下的点火按钮、大火按钮、大风按钮、小火按钮、小风按钮、报警按钮，SA为手动/系统/本机切换按钮，KA为燃烧比拨盘开关，PLC型号为OMRON CP1E-E2ODR-A。

如图1所述高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器的ASK型智能燃烧控制器中：7芯接插件第1、3、5引脚分别通过反向截止二极管D1、D3、D5与PLC输入端09、08、07相连，表示系统控制方式下上位机下传的点火信号、大火信号以及大风信号，7芯接插件第7引脚为DC24V+，与直流稳压电源输出端正极相连；手动/系统/本机切换按钮一端与DC24V+相连，另一端分别与PLC输入端04、05、06相连，同时分别与手动指示灯、系统指示灯、本机指示灯相连，该切换按钮用于控制方式选择；点火按钮、大火按钮、大风按钮、小火按钮、小风按钮及报警按钮一端与手动/系统/本机切换按钮的手动输出端相连，另一端分别通过反向截止二极管D2、D4、D6、D8、D10、D12与PLC输入端09、08、07、03、02、00相连，表示手动控制方式下点火信号、大火信号、大风信号、小火信号、小风信号及报警信号；燃烧比拨盘开关输入端与手动/系统/本机切换按钮的本机输出端相连，4个输出端分别通过反向截止二极管D7、D9、无、D11与PLC输入端03、02、01、00相连，4个输出端分别依次代表数字1、2、4、8；HSK-A火焰检测模块的8个接线端依次分别与L1、L1/N、PLC输出端01、14芯接插件第6引脚、14芯接插件第4引脚、DC24V+、PLC输入端10、PLC输出端00相连，依次分别表示相线、中线、点火输入信号、点火输出信号、火焰检测输入信号、DC24V+、火焰检测输出信号、报警输入信号；14芯接插件第1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12引脚分别与PLC输入端L1、PLC输入端地、PLC输入端L1、HSK-A第5引脚、HSK-A第4引脚、PLC输出端03、PLC输出端02、PLC输出端06、PLC输出端05、PLC输出端00、PLC输入端L1/N相连，依次表示相线、地、紫外光敏管电源端、紫外光敏管输出端、点火输出信号、小风输出信号、小火输出信号、大风输出信号、大火输出信号、报警反馈信号、中线；PLC输出端00、01、02、03、05、06分别与报警指示灯、点火指示灯、小火指示灯、小风指示灯、大火指示灯、大风指示灯相连。

如图2所述燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路中：继电器K1的线圈一端与手动/系统/本机切换按钮的系统输出端相连，另一端与DC24v-相连，表示系统控制方式下继电器K1线圈得电；继电器K2的线圈一端与PLC输出端02相连，另一端与L1/N相连，表示有小火输出时继电器K2的线圈得电；继电器K3的线圈一端与PLC输出端05相连，另一端与L1/N相连，表示有大火输出时继电器K3的线圈得电；继电器K5的线圈一端与HSK-A火焰检测模块的7引脚相连，另一端与DC24v-相连，表示检测到火焰信号时继电器K5的线圈得电；继电器K1的常开触点一端与DC24V+相连，另一端分别与继电器K2的常开触点一端、继电器K3的常开触点一端、继电器K4的常闭触点一端相连，继电器K2、K3的常开触点另一端同时与继电器K4的线圈一端相连，继电器K4的线圈另一端与DC24V-相连，继电器K4的常闭触点另一端与继电器K5的常开触点一端相连，继电器K5的常开触点另一端与燃气阀泄漏报警指示灯一端相连，燃气阀泄漏报警指示灯另一端与DC24V-相连。燃气阀泄漏智能识别控制输出电路工作原理如下：首先判断控制器的工作方式，若控制器工作在系统控制方式下，则接着对小火控制输出信号、大火控制输出信号及火焰信号进行检测，若控制器既没有输出小火控制信号，又没有输出大火控制信号，同时检测到火焰信号，此时即可判断为燃气阀泄漏并报警输出；

如图2所示，继电器K1的常开触点一端与DC24V+相连，另一端分别与继电器K3的常开触点一端、时间继电器KT的通电延时常开触点一端相连，继电器K3的常开触点另一端与时间继电器KT的通电延时线圈一端相连，时间继电器KT的通电延时线圈另一端与DC24V-相连，以上电气连接表示在系统控制方式下，若有大火输出，继电器K3的常开触点接通，时间继电器的通电延时线圈得电，时间继电器开始计时；时间继电器KT的通电延时常开触点另一端与工件挡火报警指示灯的一端相连，工件挡火报警指示灯的另一端与DC24V-相连，时间继电器KT通电延时时间设置为10分钟。工件挡火智能识别控制输出电路工作原理如下：首先判断控制器的工作方式，若控制器工作在系统控制方式下，则接着对大火控制输出信号进行检测，若控制器有大火控制输出信号，时间继电器开始计时，大火控制输出信号不间断输出10分钟以上即可判断为工件挡火并报警输出。工件挡火会导致该控温区域温度持续偏低，由于上位计算机或上位PLC的温度控制算法中的积分作用，热输出值会随时间延长逐渐增大至到输出100％，即大火不间断输出，在升温阶段，当温度偏差较大时，大火输出值也为100％，但随着温度偏差减小，大火输出值逐渐减小，大火不间断输出时间通常小于10分钟，因此，若大火不间断输出10分钟以上即可判断为工件挡火，该时间设置越长，判断准确率越高，但报警实时性降低，通常情况下该时间设置10～15分钟即可，该时间长度也可根据不同的控制系统特性予以设置。

Claims (3)

1.高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器，由ASK型智能燃烧控制器、燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路二部分组成，其特征在于：ASK型智能燃烧控制器通过7芯接插件的第1、3、5、7引脚分别与点火输入信号、大火输入信号、大风输入信号、DC24V+相连，通过14芯接插件的第1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12引脚分别与L1、地、紫外光敏管输入端、紫外光敏管输出端、点火变压器、小风电磁阀、小火电磁阀、大风电磁阀、大火电磁阀、报警反馈信号、L1/N相连；燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路输入端分别与PLC输出端02、PLC输出端05、HSK-A的07引脚及DC24V+相连，输出端分别与燃气阀泄漏报警指示灯和工件挡火报警指示灯相连。

2.根据权利要求1所述高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器，其特征在于：所述的ASK型智能燃烧控制器中电路连接为：7芯接插件第1、3、5引脚分别通过反向截止二极管与PLC输入端对应的09、08、07相连，表示系统控制方式下上位机下传对应的点火信号、大火信号以及大风信号，7芯接插件第7引脚为DC24V+，与直流稳压电源输出端正极相连；手动/系统/本机切换按钮一端与DC24V+相连，另一端分别与PLC输入端04、05、06相连，同时分别与手动指示灯、系统指示灯、本机指示灯相连，该切换按钮用于控制方式选择；点火按钮、大火按钮、大风按钮、小火按钮、小风按钮及报警按钮一端与手动/系统/本机切换按钮的手动输出端相连，另一端分别通过反向截止二极管与PLC输入端09、08、07、03、02、00相连，表示手动控制方式下点火信号、大火信号、大风信号、小火信号、小风信号及报警信号；燃烧比拨盘开关输入端与手动/系统/本机切换按钮的本机输出端相连，输出端依次分别通过反向截止二极管与PLC输入端03、02、01、00相连，4个输出端分别依次代表数字1、2、4、8；HSK-A火焰检测模块的8个接线端依次分别与L1、L1/N、PLC输出端01、14芯接插件第6引脚、14芯接插件第4引脚、DC24V+、PLC输入端10、PLC输出端00相连，依次分别表示相线、中线、点火输入信号、点火输出信号、火焰检测输入信号、DC24V+、火焰检测输出信号、报警输入信号；14芯接插件第1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、12引脚分别与PLC输入端L1、PLC输入端地、PLC输入端L1、HSK-A第5引脚、HSK-A第4引脚、PLC输出端03、PLC输出端02、PLC输出端06、PLC输出端05、PLC输出端00、PLC输入端L1/N相连，依次表示相线、地、紫外光敏管电源端、紫外光敏管输出端、点火输出信号、小风输出信号、小火输出信号、大风输出信号、大火输出信号、报警反馈信号、中线；PLC输出端00、01、02、03、05、06分别与报警指示灯、点火指示灯、小火指示灯、小风指示灯、大火指示灯、大风指示灯相连。

3.根据权利要求1所述高速脉冲烧嘴智能燃烧控制器，其特征在于：燃气阀泄漏及工件挡火智能识别控制输出电路中：继电器K1的线圈一端与手动/系统/本机切换按钮的系统输出端相连，另一端与DC24v-相连，表示系统控制方式下继电器K1线圈得电；继电器K2的线圈一端与PLC输出端02相连，另一端与L1/N相连，表示有小火输出时继电器K2的线圈得电；继电器K3的线圈一端与PLC输出端05相连，另一端与L1/N相连，表示有大火输出时继电器K3的线圈得电；继电器K5的线圈一端与HSK-A火焰检测模块的7引脚相连，另一端与DC24v-相连，表示检测到火焰信号时继电器K5的线圈得电；继电器K1的常开触点一端与DC24V+相连，另一端分别与继电器K2的常开触点一端、继电器K3的常开触点一端、继电器K4的常闭触点一端相连，继电器K2、K3的常开触点另一端同时与继电器K4的线圈一端相连，继电器K4的线圈另一端与DC24V-相连，继电器K4的常闭触点另一端与继电器K5的常开触点一端相连，继电器K5的常开触点另一端与燃气阀泄漏报警指示灯一端相连，燃气阀泄漏报警指示灯另一端与DC24V-相连，燃气阀泄漏智能识别控制输出电路是在系统控制方式下，既没有小火控制输出，又没有大火控制输出，若此时系统检测到火焰信号，表明燃气阀泄漏并报警输出；继电器K1的常开触点一端与DC24V+相连，另一端分别与继电器K3的常开触点一端、时间继电器KT的通电延时常开触点一端相连，继电器K3的常开触点另一端与时间继电器KT的通电延时线圈一端相连，时间继电器KT的通电延时线圈另一端与DC24V-相连，以上电气连接表示在系统控制方式下，若有大火输出，继电器K3的常开触点接通，时间继电器的通电延时线圈得电，时间继电器开始计时；时间继电器KT的通电延时常开触点另一端与工件挡火报警指示灯的一端相连，工件挡火报警指示灯的另一端与DC24V-相连，时间继电器KT通电延时时间设置为10分钟，上述电气连接表示时间继电器设定时间到并通过工件挡火报警指示灯输出，工件挡火智能识别控制输出电路是在系统控制方式下，大火不间断输出10分钟以上并且无熄火报警，表明工件挡火并报警输出。