工业炉过程自动化


钢软已成功实施了多个工业炉过程自动化控制系统的仪表、电气、计算机集成总包,如用于钢坯、钢管、棒材等不同材料加热的双蓄热步进炉、推钢炉、均热炉、淬火炉、回火炉、再加热炉等。通过先进的自动化控制技术为企业实现节能降耗,减少成本,降低对环境的污染。



【高性能的核心控制硬件】:

■电气S7-400 PLC

完成加热炉炉前、炉内、炉后各段上的坯料跟踪,炉前、炉后辊道、装出钢机、装出料炉门、炉底步进机构、液压站等设备的动作控制及联锁,入炉和出炉前的坯料定位。

■仪表S7-400 PLC

完成燃烧控制、烧嘴换向控制、风机压力、炉压等控制,安全监测及连锁控制等功能。

■汽化冷却S7-300 PLC

对除氧给水系统、汽包系统、循环水泵系统、支撑梁冷却回路系统所有设备实现监控。


【先进的网络架构】:

使用可带电插拔的ET200M灵活的分布于现场,连接输入输出信号;

采用PROFIBUS-DP网络,完成对变频器、远程I/O、传感器的状态信息和驱动信息的数字化传输,同时减少了大量的控制电缆;

使用快速工业以太网实现炉区L1级控制系统站间、工程师站、操作员站、与轧线L1级、轧钢区L2级的数据通讯,距离较远时选用光纤通讯。


【主要功能】

【坯料跟踪】

炉外辊道上钢坯通过冷、热金属检测器、激光检测器、脉冲编码器来实现坯料跟踪;炉内钢坯通过步进梁动作次数、运行步距参与计算实际位置,跟踪数据具有显示和人工干预修正功能。

为防止信号抖动造成数量跟踪错误,检测器输出信号均进行滤波处理。




【辊道、装、出钢机自动控制】

钢坯在辊道上自动运行,并自动进行测长与测宽,布料计算。在装、出钢过程中,编码器检测出钢坯实际位置,做为位置闭环控制反馈值,实现精准定位。


【步进梁自动控制】

分为正循环、逆循环、踏步、停中位不同动作模式,具有水平运行的动态自补偿特性。


【烧嘴的换向控制】

HMI画面上显示运行状态及报警信息,可以对单个换向阀进行手动操作;自动换向模式下,分限位反馈信号控制和时间控制两种模式。

换向阀温度高,程序自动过温报警并有强制换向功能,同时自动缩短换向周期。设置自动错位程序,避免换向阀同时动作,造成管网压力大幅波动。


【燃烧控制】

采用改进型双交叉限幅全自动控制时,由温度和流量控制组成双闭环串级PID调节,动态修正高、低选择器限幅值,并辅有流量的温压补偿、小流量切除、无扰切换等功能。

空燃比可手动和自寻优智能设定。

采用数字化脉冲控制,解决低负荷燃烧状态下,调节阀在小流量时工作特性不佳的问题。




【炉压控制】

结合进气量、排烟量、进出料状况、实测炉压综合因素,自动稳定控制炉压。


【汽包控制】

汽包水位和压力均为自动控制,采用蒸汽流量、给水流量和汽包水位三个信号组成三冲量调节控制汽包液位;由双调节阀控制稳定汽包压力。   采用数字化脉冲控制,解决低负荷燃烧状态下,调节阀在小流量时工作特性不佳的问题。


【优势】:

功能全面:本方案集电控、仪控、计算机为一体,控制精度高、响应速度快,运行稳定可靠,在当前行业中处于技术领先地位。


【技术先进】:

采用数字化脉冲或改进型双交叉限幅控制,自寻优智能模糊控制技术,动态调节空燃配比进行空燃比精确控制,避免空气或燃气过剩,燃烧趋于合理,燃料利用率高,达到良好的节能效果。

根据流量、压力和温度三组信号检测值,采用智能模糊控制技术,调节总风量、煤气量,自动搜索并跟踪最佳空燃比,实现加热过程的优化控制。

专业软件可根据加热炉设计参数,计算出各种规格板坯的装载数量和出钢节奏, 确保板坯加热质量, 并可为生产组织提供定量的参考依据。

运用自学习、自适应技术,使用先进的温度数学模型,计算得出钢坯出炉的实际温度。


【仿真功能】

利用数字化仿真技术实现了工业炉燃烧控制模型,成功的实现了离线燃烧控制的模拟调试。


【结构化、模块化】

PLC和HMI程序变量组成独立的结构变量,控制程序各段为独立的模块,控制策略统一调用公共的专用程序模块。对于不同的控制对象,程序可移植性强,设计快捷、结构清晰,调试方便。


【二级机控制】

包含物料跟踪、装出钢过程控制、钢坯温度计算热工模型、和L3计算机系统交换数据等功能。


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