泓格在天然氣工業爐窯控制中的應用

1、客戶需求描述
　　工業爐窯上用的加熱爐，按用途來講，可以用在煉焦、熔化、燒成、軋制、熱處理、干燥等方面；按爐窯的使用能源分類，可分為燃煤、燃氣、燃油爐窯及電能加熱等。
　　隨著國家對各個高耗能企業在環保和能源降耗方面的要求越來越高，迫使許多企業淘汰舊的燃煤加熱爐，而采用以煤氣、天然氣、燃油或電能加熱的加熱爐，因此，許多企業選擇了以天然氣或燃油作為燃料的加熱爐，為了提高燃氣或燃油的燃燒效率、準確的控制加熱溫度，獲得良好的加熱均勻性，實現最高的燃燒效率，最佳的溫度控制效果，就需要有一套穩定可靠的加熱爐控制系統。

　　
　　在該項目中，需要控制一個21m×4m×4m大小的工件加熱爐，以天然氣為燃料，用于對工件進行熱處理，要使天然氣有很高的燃燒效率，使鍋爐的溫度控制在設定溫度的±15℃以內，鍋爐各個位置的溫度差不超過15℃，達到減排降耗的要求。
　　
　　2、客戶所在行業現狀
　　以前該行業的通常控制方式是：
　　是使用加熱爐控制器來實現對設定溫度的控制，該智能控制儀器帶有多個溫度輸入和開關量輸出功能，可以設定開關量輸出的溫度條件，當溫度高于或低于設定的溫度閥值時，接通或斷開開關量輸出接點，實現對溫度的控制。這種控制方式成本低，但是對于溫度的控制精度差，燃氣燃燒效率低，控制的靈活性差。
　　
　　系統描述（附系統架構圖）
　　3、方案實現功能
　　要求：達到《工業爐窯大氣污染物排放標準》的要求，要有很高的熱轉換效率；加熱和保溫時，溫度變化平穩，爐溫實際控制值與設定值的偏差要優于±15℃，鍋爐各個位置的溫度差不超過15℃。
　　
　　系統構成：
　　上位機使用了一臺HMI，來運行組態王的組態軟件，然后通過串口通訊與I-8431實現數據交換。I-8431上插有3個模塊：
　　I-87107（8通道差分模擬量輸入模塊）：對溫度、壓力等傳感器的數據采集；
　　I-87057（16通道集電極開路輸出模塊）：繼電器、電磁閥、信號燈等的輸出；
　　I-8053（16通道光電隔離輸入模塊）：對位置傳感器、火焰開關等等信號的輸入；
　　上位的組態軟件顯示各個控制點的狀態的實時信息，顯示各溫度和壓力測試點的曲線和歷史數據，同時，也可以在這里設置相關的參數。
　　
　　方案說明：
　　為了使加熱爐的溫度控制均勻，該方案中，在爐窯內共分布放置了16個加熱點，這16個加熱點被分成8個大噴嘴和8個小噴嘴，大小噴嘴被交錯安裝在鍋爐內，通過對大小噴嘴控制閥的控制，可以調節16個點的加熱溫度，達到準確控制爐溫和溫度分布均勻的要求。
　　該方案的控制過程是：首先，檢查風機壓力、燃氣壓力和空氣壓力，如果均正常，則點火，通過火焰開關檢測是否點火成功，如果不成功，就關閉相關電磁閥，如果點火成功，就根據設定溫度值和實際溫度值的差ΔT，來確定是打開大火噴嘴閥門，還是開啟小火噴嘴閥門，從而實現對溫度的控制。