全氫罩式退火爐系統分析論文

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1.控制系統硬件構成和控制功能

1.1硬件構成。全氫罩式退火爐Ⅰ級自動控制系統部分采用西門子s7—300系列PLC，形成的是主從結構，該結構由現場總線Profibus實現。其中，公輔PLC為主站，主要用來控制能源介質減壓閥站和液壓站，另外通過DP網絡連接4個ET200來控制終冷臺。現場每個爐臺各有1個s7—300PLC子站，配置相同，其中CPU都選擇CP315-2DP，各站都由ET200模塊、OP面板和M440變頻器等組成，以此實現控制爐臺退火的目的。Ⅱ級采用工業以太網結構來與一級通信，完成鋼卷組爐，退火程序的下載和退火模型的在線計算，對將操作過程中設定的退火曲線和數據進行保存。

1.2控制功能。Ⅱ級計算機退火模擬計算的結果作為整個全氫罩式退火爐工作的基礎，滿足了整個退火流程中要控制的對象，具體有溫度、自動點火控制、H2含量、N2流量、閥門操作等等，詳細情況如下：第一，科學合理的控制氫氣、氮氣的流量和含量，同時也實現了對料室的壓力控制。第二，實時監測每個流程中的變量情況，主要有氧含量監測、氫氣氮氣等可燃性氣體流量監測等。第三，對退火過程中任何一種故障的檢查、報警進行嚴格控制。第四，對燃燒室和料室溫度進行嚴格的控制，并執行自動點火功能。第五，順利實現和Ⅱ級計算機之間的數據交互，能完全接受各種模型設備得到的計算數據，也能將監控到的各種信息和故障信息及時的傳送給Ⅱ級計算機，便于其對選用的退火曲線進行及時修改，最后將修改的結果返回給Ⅰ級計算機。

2.系統中主要控制回路的執行

2.1退火過程的溫度控制。本文研究的退火爐控制系統執行的是雙閉環控制，同時控制了料室溫度和燃料室的溫度，其中將燃料室閉環溫度設置為加熱罩所能承受的最大溫度850℃，并且可以根據料室的溫度和加熱罩溫度上升的情況實現兩個閉環間的轉化，但需要具備一定的切換條件：第一，倘若料室的溫度不小于原有的設置值，就可實現燃燒室到料室的閉環切換。第二，倘若燃燒室的實際溫度大于加熱罩的給定值，或者提高了10攝氏度，又或者料室的實際溫度滑落了15攝氏度，則需要將料室閉環切換到燃料室閉環。

2.2氣體流量和料室壓力的控制。從圖2可以看出，PI調節器在控制氣體壓力和流量的過程中，以串聯的形式實現控制，其中存在兩個閉環回路，主回路主要實現對流量的把控，剩下一個回路則對壓力進行把控，兩個閉環實現的裝置都為閥門定位器。

3.結語

總之，全氫罩式退火爐控制軟件并沒有脫離原有的工藝技術，而是以此為研究基礎進行的改進，該軟件不僅在溫度控制和模糊控制算法上具有更前衛的計算技術，而且還更加智能、環保，對精度的控制也呈現出卓越的效果。本套系統和軟件部分是對西門子S7-300PLC進行的設計，但對其他應用PLC進行退火爐控制同樣適用，僅需要改變語言的使用環境和設備接口即可，因此在冶金冷軋領域具有廣泛的市場。

作者:馮桂敏單位:唐鋼微爾自動化公司