武漢輝達工控技術有限公司專為窯爐行業量身設計的窯爐控制系統方案,滿足實際的應用需求,并且通過科學的管理和有效的技術手段,為窯爐用戶提高窯爐使用效率、降低成本、提高產品質量,自動化的管理提升了企業的綜合管理能力,通過實際項目證明,此方案在窯爐行業中應用良好。
系統簡介:(采用PC上位機組態軟件+觸摸屏軟件實現遠程序及現場人機界面監控);溫度控制系統:(采用輝達KY系列一體化可控硅調壓溫度控制器);過程控制:(采用西門子PLC系統及國際知名品牌變頻器進行速度風量等過程控制調節),信號檢測部分:(采用輝達HD-M-A4000系統模塊)。
窯爐升溫時不同溫區曲線設置不同,根據各區工藝曲線設置要求,采用公司自主研發的通訊管理模塊作為管理中繼,通過觸摸屏或管理模塊,一鍵操作實現自動同步控制升溫動作及升溫速率,從而達到快速穩定升溫。極大的減小人為失誤造成不必要的損失,操作簡便同時控制精度更高。
恒流控制
連續使用硅碳棒時,希望緩速增加電壓以維持長壽命。當碳棒老化后其阻值將變大,使用恒流模式則通過PID計算的輸出值(同溫度下)可不用調節輸出,通過恒流原理直接自動調節電壓,使碳棒上電流保持該溫度維持電流大小,從而減小由于碳棒老化帶來的調節與控制溫度震蕩。
限流控制
此工作模式主要針對負載為硅鉬棒的情況而開發。
硅鉬棒電熱體的電阻隨溫度升高急劇增大,開始加熱時,電熱體的電阻較小,所需電壓較低,約為工作電壓的1/4~1/3,根據硅鉬棒電熱體的工作電壓及其電阻和溫度的正向特性,變壓器輸出電壓采用多抽頭的方式來滿足加熱體在不同溫度時需要的工作電壓,從而提高電網功率因數。
由于以上因素,硅鉬棒的特性低溫下其阻值幾乎為零,則限制電流是非常關鍵的,不但可以保護硅鉬棒還可以保護相關電氣設備的正常工作。自動限制調節作用,當硅鉬棒進入正常使用范圍時,則阻值增大,對應溫度電流自動降下來。自動限流技術可以保障在升爐時操作不當帶來對硅鉬棒的損害。
大型爐子干燥時間長,最好使用其它發熱元件烘爐,以免硅鉬棒低溫氧化,爐子烘干后,即可按以下步驟起動升溫。
負載檢測
系統可實時測量負載的電壓值及電流值,所測電壓電流值為真有效值,根據歐姆定律R=U/I得出負載阻值,判斷負載阻值來檢測負載使用情況,如圖3-1,具體判斷方法如下表。實際應用中因非線性負荷的諧波電流引起的電流失真普遍存在,真有效值儀表工作時,先采集輸入電流的瞬時值平方,按時間取平均值,最后顯示此平均值的平方根植,采用真有效值測量對于很多非線性負載的裝置有重要意義。
預先設置負載的老化率、監測點等參數,控制器根據采集負載電壓、電流,并對負載的老化情況進行判斷,顯示負載的性能狀況,并給出負載監測情況的報表,供用戶查驗。負載監測界面如圖3-2所示,主要內容包括:1、負載參數設置;2、負載實際阻值顯示;3、負載性能監測報警指示。
多區電量監控
通過對電量參數設置,按設定時段,分區分時段記錄電量使用情況,支持使用數據導出,提供電量查詢。電量記錄界面如圖3-4所示。
班次電能、費用統計
根據用戶設置提供不同班次使用的電量和電價報表,相關參數設置界面如圖3-5所示,報表如圖3-6所示,并支持數據導出存檔。
PID控制算法
系統支持的PID控制算法是公司自主研發,具有超調小,控制精度高,快速、穩定的特點。同時支持定值控溫和時間程序控溫,即工藝曲線控溫。其中,時間程序控溫有升溫速率和時間-溫度兩種控溫模式可選,用戶可根據自身設備特點和使用習慣等選擇適合的控制模式。程序運行初期,可自動跟蹤室溫,減少運行時間,提高工作效率等。
多區工藝曲線同步運行
窯爐升溫時不同溫區曲線設置不同,根據各區工藝曲線設置要求,采用公司自主研發的通訊管理模塊作為管理中繼,通過觸摸屏或管理模塊,一鍵操作實現自動同步控制升溫動作及升溫速率,從而達到快速穩定升溫。極大的減小人為失誤造成不必要的損失,操作簡便同時控制精度更高。
自動溫區功率分配
通過通訊管理模塊集中管理控制,根據監測到的各溫區加熱運行情況,自動分配各個溫區的加熱功率,實現最有效的加熱控制,減少不必要的損耗。
故障監測及報警
在窯爐輥道的輥棒被動端一側安裝傳感器,通過HD-M-D4000系列開關量模塊采集信號,并通過通訊接口直接傳送到上位機監控系統,實現對輥棒運動狀態監測,保證在傳動過程中對于輥棒斷裂、跑偏等故障的自動處理和報警,以減小窯爐事故及棍棒斷裂等故障帶來的能耗損失。










