[發明專利]基于開關量控制系統的燃氣爐爐溫控制方法

有效

• 申請號: 201910621058.0
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110319711B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 鐘建清
• 申請（專利權）人: 二重（德陽）重型裝備有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 張行知;何強

本發明涉及工業爐窯爐領域，公開了一種基于開關量控制系統的工業爐窯爐溫控制方法。本發明的爐溫控制方法，根據燃氣爐的溫度誤差值ΔT劃分出全大火區間、全小火區間、熄火區間以及至少一個中間值區間，分別設定各區間的執行標準，在中間值區間內，在控溫周期t內執行時間t_x的大火，時間t_y小火，t_x+t_y＝t，ΔT_小表示小火熱量需求對應的溫度差，t_x和t_y根據大小火切換過程中實際的熱量改變以及溫度誤差值ΔT所需的熱量設定，可以有效提高采用開關量控制系統的工業爐窯的爐溫的控制精度，防止溫度的大幅度波動，一定程度上確保了爐溫均勻性并節約用氣量。

技術領域

本發明涉及工業爐窯爐領域，尤其是一種基于開關量控制系統的工業爐窯爐溫控制方法。

背景技術

PLC控制中主要涉及三大量，即脈沖量、模擬量和開關量。基于此三大量，工業爐窯PLC自動控制系統中主要根據熱風控制單元的不同而分為以下三類：

1、基于脈沖量控制的脈沖電磁閥控制系統，以廣州施能的MCK脈沖電磁閥產品為例(以下簡稱MCK)，MCK的由關到開(或者由開到關)的時間0.5秒。這種控制方式可以直接由PLC的PID控制輸出經過一定的線性轉換，直接輸出到MCK上，從而實現大小火脈沖控制。例如申請號為201010000572.1的專利申請即公開了一種脈沖燃燒控制方法。

2、基于模擬量控制的連續閥門控制系統，以廣州施能的ST50-60E為例(以下簡稱ST50-60E)，ST50-60E的由關到開(或者由開到關)的時間為60秒，這種控制方式可以直接利用PLC的PID控制輸出，而不需要任何轉換，直接對ST50-60E進行控制。

3、基于開關量控制的開關量控制系統，以廣州施能ST50R為例(以下簡稱ST50R)，ST50R的大小火切換時間為4秒，是將PLC的PID控制輸出經過一定的線性轉換，直接輸出到ST50R上，從而實現大小火開關量控制。

開關量是指非連續性信號的采集和輸出，它僅有1和0兩種狀態，而模擬量指變量在一定范圍連續變化的量，也就是在一定范圍內可以取任意值。因此，開關量控制系統與連續閥門控制系統的區別在于，連續閥門控制系統可以在燒嘴最大熱量輸出范圍內控制任意大小的熱量輸出，而開關量控制系統則僅能實現大火輸出、小火輸出以及熄火三種狀態。因此，連續閥門控制系統相對于開關量控制系統通常具有更高的控制精度，不過，由于連續閥門開閉時間較長，例如ST50-60E的由關到開(或者由開到關)的時間為60秒，因此，連續閥門控制系統的火力調整速度較慢，在爐溫的設定值與測量值差距較大時，無法及時快速地將爐溫調整至設定值。

事實上，在開關量控制系統中，大小火切換也是需要一定的時間，因此，現有的開關量控制方法一般是采用一個較長的控制周期來控制閥門的大小火切換，只有在這種較長的控制周期才能忽略閥門的開閉耗時。較長控制周期意味著溫度控制精度就會較差，溫度波動較大；溫度波動大，除大小火切換外，容易出現實測溫度比設定值高很多，這時就需要進行熄火，而熄火再次點火需要更長時間，這時的溫度波動就會更大。例如ST50R小火到大火的轉變時間為4秒，反之也是4秒。在爐溫控制過程中，由溫控儀表或PLC自帶的PID功能產生開關量輸出，從而產生小火、大火信號，而這個信號的周期一般是基于50秒一個大周期來計算的，如圖1所示，這樣就會產生一個燃燒系統在熄火、小火、大火之間頻繁動作，而燃燒系統在熄火后再次點火成功有一個8秒鐘的反應時間，這個時間就造成溫度控制系統的溫度控制滯后，產生更大的溫度波動。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于開關量控制系統的工業爐窯爐溫控制方法，可以有效提高爐溫的控制精度。

本發明公開的基于開關量控制系統的燃氣爐爐溫控制方法，包括如下步驟：