[發明專利]一種連續性生產窯爐的全自動控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110557286.3
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113267041B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉小俊;高雙喜;郭春潤;吳金龍
• 申請（專利權）人: 黃岡師范學院
• 主分類號: F27B9/40
• 分類號: F27B9/40;F27D19/00
• 代理公司: 北京知藝互聯知識產權代理有限公司 16137
• 代理人: 孫一方

1.一種連續性生產窯爐的全自動控制系統，包括窯爐本體(1)，所述窯爐本體(1)的前側壁上固定裝配有電控箱(2)，其特征在于：所述窯爐本體(1)的左側壁上固定裝配連通有混合管(3)，所述混合管(3)的左端分支連通設置有空氣導管(4)和燃氣導管(5)，所述混合管(3)上固定裝配有燃氣比例閥(6)，所述空氣導管(4)上從左至右依次固定裝配有空氣輸送機(9)和空氣電動閥(7)，所述燃氣導管(5)上從左至右依次固定裝配有燃氣輸送機(10)和燃氣電動閥(8)，所述電控箱(2)包括PLC控制器(11)，所述PLC控制器(11)分別雙向電性連接窯爐工藝管理模塊(12)、窯爐狀態監測模塊(13)和點火檢測控制器(14)，所述PLC控制器(11)電性輸出連接無線通訊模塊(15)，所述無線通訊模塊(15)電性輸出連接移動終端(16)；所述窯爐狀態監測模塊(13)包括和PLC控制器(11)電性連接的溫度控制模塊(17)、壓力控制模塊(18)、氣體流量控制模塊(19)，且所述溫度控制模塊(17)、壓力控制模塊(18)、氣體流量控制模塊(19)分別電性輸入連接溫度傳感器(20)、壓力傳感器(21)和氣體流量計(22)；所述點火檢測控制器(14)包括空氣流量控制器(23)和燃氣流量控制器(25)，所述空氣流量控制器(23)電性輸入連接空氣流量計(24)，所述燃氣流量控制器(25)電性輸入連接燃氣流量計(26)，所述空氣流量控制器(23)和燃氣流量控制器(25)均電性輸出連接脈沖執行器(27)，所述脈沖執行器(27)分別電性輸出連接空氣電動閥(7)、燃氣比例閥(6)和燃氣電動閥(8)，且所述空氣電動閥(7)和燃氣電動閥(8)均電性輸出連接燃氣比例閥(6)，且所述燃氣比例閥(6)電性輸出連接點火器(28)；所述點火器(28)包括固定裝配在窯爐本體(1)內的高能點火槍、高能點火槍和點火線，且所述點火器(28)固定裝配在混合管(3)的端部，且所述點火器(28)根據窯爐本體(1)需求設置分支為若干組結構相同的點火分組，且單組點火分組均通過連接管和混合管(3)連通。

2.根據權利要求1所述的一種連續性生產窯爐的全自動控制系統，其特征在于：全自動控制系統的控制方法具體步驟為：

S1：輸入產品燒成數據，電控箱(2)內的PLC控制器(11)根據產品要求設定合格的工藝曲線，并且控制窯爐啟動對產品進行燒制；

S2：通過空氣導管(4)實現空氣的輸送，同時空氣輸送機(9)能夠增加空氣的輸送量，通過燃氣導管(5)實現燃氣的輸送，同時燃氣輸送機(10)能夠增加燃氣的輸送量，同時空氣電動閥(7)能夠實現空氣流通的控制，燃氣電動閥(8)能夠實現燃氣流通的控制，且空氣電動閥(7)和燃氣電動閥(8)均是通過變頻伺服電機來驅動，使空氣和燃氣供送的閥門能夠相對獨立以實現無級匹配，提高窯爐熱能和爐內壓力的控制精度，同時兩組電動閥采用變頻伺服電機驅動，其穩定性高，對于頻繁使用及環境溫度的適應性較好，可減少設備的故障率，便于對流量進行控制調節，可控精度高，混合管(3)將空氣導管(4)中的空氣和燃氣導管(5)中的燃氣進行混合，同時燃氣比例閥(6)實現對氣體的開關控制，將混合管(3)中的氣體總量進行控制，并將混合氣體通過連接管導入到點火分組中實現分流控制，最后經點火器(28)點火，能夠將燃燒氣體總量和分支流量控制相結合，對于溫度要求較高的窯爐，根據點火分組中燃燒槍的流量不同，使窯爐的不同區域溫度跟窯爐設計溫度接近相同，使不同區域的溫度曲線達到一個相對較平穩水平，保證窯爐燒制出的成品的質量，改變了現有的整個爐體溫度都相同的局面，實現了窯爐燃燒溫度曲線穩定性的目的，并且燃氣比例閥(6)能夠根據實際流量的和設定流量的自整定而不斷微動變化，從而趨向于平穩，精確控制流量；

S3：電控箱(2)中的窯爐工藝管理模塊(12)能夠針對窯爐本體(1)實時檢測窯爐內的各個工藝參數，窯爐狀態監測模塊(13)中的溫度傳感器(20)、壓力傳感器(21)和氣體流量計(22)能夠對窯爐本體(1)內的溫度、壓力以及氣體流量進行監測，能夠對窯爐本體(1)內的燃燒情況進行可視化監控，將窯爐狀態監測模塊(13)監測到的數據信息結合窯爐工藝管理模塊(12)檢測的窯爐工藝信息通過PLC控制器(11)進行整合，根據模糊邏輯的蟻群優化算法處理分析接收到的窯爐參數，然后PLC控制器(11)實現對點火檢測控制器(14)的開啟控制，同時PLC控制器(11)能夠將檢測到的數據信息壓縮打包后通過無線通訊模塊(15)傳輸給移動終端(16)實現對窯爐信息參數的實時把控，監測實現可視化管理，透明度高，提高安全性；

S4：點火檢測控制器(14)中的空氣流量計(24)實時的檢測輸入空氣的流量值能夠實時傳輸到空氣流量控制器(23)中，燃氣流量計(26)實時檢測的輸入燃氣的流量值能夠實時傳輸到燃氣流量控制器(25)中，繼而發送指令給脈沖執行器(27)，控制空氣電動閥(7)和燃氣電動閥(8)的動作，實現燃氣和空氣的比例調整，燃氣比例閥(6)根據接收到的指令進行調整，同時點火檢測控制器(14)能夠根據指令自動控制燃燒槍的動作，對產品進行燒制調整，自動根據產品當前的燒制情況實時控制點火器(28)的啟動數量，從而實時調節窯爐對產品的燒制，使得到的產品滿足燒制要求，保證產品的燒制質量的一致性，同時實時控制燃料達到完全燃燒狀態，達到節能降耗效果，達到環保標準要求。