劉海軍

【摘 ?要】加熱爐是在軋鋼生產(chǎn)中較為關鍵的設備手段，加熱爐燃燒控制是生產(chǎn)中較為關鍵的技術(shù)手段，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，涉及到了成本控制、節(jié)能減排等各個方面。加強對軋鋼加熱爐燃燒自動化控制系統(tǒng)的分析與研究，了解關鍵技術(shù)與手段，可以為軋鋼加熱爐燃燒自動化控制提供參考?；诖耍恼轮饕獙堜摷訜釥t燃燒自動控制系統(tǒng)的性能、軟件、硬件以及功能進行了簡單的分析論述。

【關鍵詞】軋鋼加熱爐燃燒;自動控制系統(tǒng);分析;研究;

軋鋼加熱爐中燃燒自動化控制系統(tǒng)因為檢測儀器可靠性較差、使用壽命相對較短，維護正常應用困難等因素的影響，導致其無法實現(xiàn)在線的實施精準測量，通過自動化的方式進行軋鋼加熱爐燃燒自動化控制系統(tǒng)的控制，可以加強對熱值與壓力等不斷變化數(shù)值的分析，根據(jù)具體狀況合理調(diào)整，進而提升資源利用效率，為各項工作有序開展奠定基礎。

1.軋鋼加熱爐燃燒自動控制系統(tǒng)性能分析

智能控制系統(tǒng)主要就是利用計算機技術(shù)手段的優(yōu)勢，實現(xiàn)對系統(tǒng)擾動與工況的全面系統(tǒng)分析，根據(jù)實際狀況合理的選擇對策與手段，進而達到最佳的工作目標，其主要目的就是一種利用數(shù)理邏輯系統(tǒng)，基于少量模糊信息，基于特定的推理準則分析獲得近似或者精準的結(jié)論與控制策略，實現(xiàn)智能控制管理，進而實現(xiàn)對軋鋼加熱爐燃燒自動控制?；谥悄芸刂颇繕撕瘮?shù)與人工智能技術(shù)為基礎，通過模糊邏輯處理方式，基于軟件與硬件系統(tǒng)，充分的凸顯了計算機高速運算以及邏輯分析的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)控制規(guī)律的在線自動選擇、工作參數(shù)的在線自動調(diào)整與控制，實現(xiàn)設置值的自動修正，基于邏輯推理進行自動學習控制。

加熱爐的熱控系統(tǒng)通過智能化的控制處理，可以優(yōu)化爐內(nèi)的燃燒過程，實現(xiàn)自動的最佳控制，達到最佳燃燒，加熱爐則無需通過人工干預可以實現(xiàn)燃燒，可以對煤氣熱值的變化或者熱符負荷的變化進行及時自動的反應以及調(diào)整，進而保障在爐內(nèi)溫度吻合熱工制度規(guī)定的設定數(shù)值，靜態(tài)誤差則控制在1%范圍中。加熱燃燒在智能控制的全自動模式之下，則可以將加熱段與均熱段各個區(qū)域中的溫度實際值控制在1%的范圍中。

在加熱爐加熱鋼坯過程中，燃料燃燒過程中產(chǎn)生的熱量主要通過加熱鋼坯質(zhì)量，同時也有部分通過煙氣帶走以及爐體散熱等方式損耗，最為關鍵的就是排煙損失。為了保障空氣可以與燃料充分的混合，一般狀況之下通過控制過剩的空氣量進行控制，而在長期的工作過程中主要通過經(jīng)驗分析，缺乏精準性。加熱爐燃料與空氣中的合理配比是提升高效燃燒的關鍵手段，基于實際狀況調(diào)整空燃比則可以有效的提升資源利用效率與質(zhì)量。

2.軋鋼加熱爐燃燒自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在控制室內(nèi)的控制工作站主要就是通過以太網(wǎng)的方式連接系統(tǒng)，可以直接讀取相關信息數(shù)據(jù)，了解溫度、流量以及壓力、閥位開度等參數(shù)，通過智能控制終端檢測數(shù)據(jù)參數(shù)，利用專家系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效處理、分析，判斷分析實際的狀況，通過規(guī)劃與控制系統(tǒng)確定要采取的措施與手段，將數(shù)據(jù)利用以太網(wǎng)傳輸給PLC驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)控制管理。

2.1測控系統(tǒng)硬件設計

分析工程生產(chǎn)環(huán)境，了解其存在的干擾因素，為了保障加熱爐燃燒工況系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，在系統(tǒng)設計中通過采集模塊與處理模塊設計分析。采集模塊主要是通過煙氣體分析儀器以及智能變送器共同構(gòu)成。其中采集模塊主要就是將殘氧信號與可燃氣體信號傳輸給處理器模塊，而處理器模塊則主要就是進行采集信號的轉(zhuǎn)換處理。

處理器模塊可以利用工業(yè)以太網(wǎng)以為通信接口，實現(xiàn)對下位機數(shù)據(jù)遠場存儲、分析與褒報警，在信號傳遞到DCS系統(tǒng)中，達到修正加熱爐信號的目的，控制系統(tǒng)現(xiàn)場單元其具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等相關功能，可以將數(shù)據(jù)傳遞給上位機進行數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)可以基于現(xiàn)場狀況進行對應的處理。

在安裝過程中，殘氧測控制系統(tǒng)設備安裝位置直接影響爐內(nèi)含氧測控系統(tǒng)是否可以穩(wěn)定運行。在殘氧測控系統(tǒng)中氧探頭是較為重要的測量設備，可以深入到加熱爐的內(nèi)部系統(tǒng)中。因此要配備高溫保護套管，保障其可以在高溫狀況之下安全的采集數(shù)據(jù)參數(shù)。監(jiān)測點安裝位置要分析風量、燃料量等因素，要分析慮爐壓、爐體密封等相關因素，合理的設置安裝氧探頭的位置，保障其可以精準的反應加熱爐內(nèi)部的燃燒狀況。

2.2測控系統(tǒng)軟件設計

加熱爐燃燒工況測控系統(tǒng)軟件主要是通過PLC控制器以及WINCC組態(tài)編程構(gòu)成，其中PLC控制器的主要責任就是安裝煙氣分析儀之后，實現(xiàn)對加熱一區(qū)和二區(qū)段中殘氧量以及可燃物濃度信號的轉(zhuǎn)換處理，通過PLC 實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)發(fā)處理，上位機的軟件系統(tǒng)為了保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，設置了加熱爐加熱段、均熱段殘氧以及可燃物含量數(shù)據(jù)讀書顯示系統(tǒng)，可以基于具體的工藝要求，通過曲線圖、幫線圖以及瞬時值的方式顯示分析，設置了報警系統(tǒng)。

上位機通過WINCC工業(yè)監(jiān)控軟件為基礎進行開放，通過各個爐段的燃氣值與空氣值，利用計算模塊中不同燃料中殘氧量與空氣過剩系數(shù)對應的圖表參數(shù)，獲得數(shù)值系數(shù)判斷其是否處于最佳的燃燒區(qū)域，如果不處于最佳的燃燒區(qū)域則會報警顯示，輸出空氣過剩系數(shù)，通過操作人員或者系統(tǒng)實現(xiàn)對空氣、燃氣量的調(diào)整，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，保持最佳燃燒區(qū)，在人機界面則可以直觀的顯示狀況，分析各個段中的燃燒狀況。

2.3系統(tǒng)功能設計

智能控制系統(tǒng)中主要有工藝流程圖、智能控制圖、現(xiàn)場參數(shù)圖以及實施趨勢圖、歷史趨勢圖等不同的功能記錄分析歷史信息與參數(shù)，了解具體的運行狀況。通過工程是權(quán)限、鋼坯跟蹤以及停軋降溫設置的方式分析運行狀況，了解其具體的參數(shù)，合理控制分析。

結(jié)束語

文章主要對軋鋼加熱爐燃燒自動控制系統(tǒng)的分析與研究，通過對在線控制系統(tǒng)的分析，利用在線測量系統(tǒng)實現(xiàn)對空氣過剩系數(shù)的在線調(diào)整與優(yōu)化，利用系統(tǒng)實現(xiàn)控制，可以有效的提升工作效率與質(zhì)量，節(jié)約能源，提升了能源的利用效率與質(zhì)量。

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（作者單位：蘇州正益誠新能源科技有限公司）