新型工業爐窯控制器的設計研究

馬小勇

摘要：爐窯和鍋爐是工業生產的重要設備，不僅對工業生產的正常進行有極大的影響，還是產品質量的有效保證。文章結合新型工業爐窯控制器材料的選擇以及工業爐窯控制器的發展方向，以LZ-1型爐窯控制器的設計方案為例，對新型工業爐窯控制器的設計研究方法做了簡單介紹。

關鍵詞：工業建設；爐窯控制器；LZ-1型爐窯控制器；研究方法

中圖分類號：TQ174?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0019-02

目前，石油、天然氣、煤炭是工業生產使用最多的三種燃料，這三種燃料在今后很多年會一直持續使用。經濟的發展需要大量的能源儲備，而很多國家面臨著能源不足的現狀，為了緩解這種現狀，最好的辦法就是能源節約，節能在各國工業生產領域已經被明確提出，受到工業生產的普遍重視。新型工業爐窯控制器的出現對工業生產的總能源浪費起到了很大的緩解作用，降低燃料消耗，節約生產能源是21世紀經濟可持續發展的重要保障。我國政府和工業界應該高度重視新型工業爐窯控制器的設計研究工作，從而推動我國工業建設的發展。

1新型工業爐窯控制器材料的選擇

新型工業爐窯控制器的設計研究工作首要任務是對工業爐窯控制器材料的選擇。首先，爐窯襯托設備材料的選擇要與爐窯材料的選擇在數量與質量上相統一，嚴格遵循均衡使用的原則。也就是說，所有的使用部位，都應該選用同一質量的襯托材料，這種做法既經濟又符合建設需要，還可以有效地保障爐窯的使用壽命。另外，爐窯襯托設備材料的選擇還應該結合爐窯施工現場的具體情況來定，性能過高或是性能太差的襯托材料對爐窯的使用都會產生影響。

為了保障爐窯的壽命與使用質量，應該選用不定形、耐火性能強、質量輕、隔熱性能強的材料建造工業生產使用的爐窯，滿足這些特點的材料可以有效地保證工業爐窯的質量和使用壽命。因此，我國應該大力發展這種不定形、耐火性能強、質量輕、隔熱性能強的爐窯建造材料，使我國爐窯建設技術得到進一步發展。

2工業爐窯的發展方向

我國每年爐窯能源消耗數量占總能源消耗量的很大比重，據相關統計數據顯示，20世紀90年代中期，我國爐窯設備總數已經接近十三萬臺，年耗能量占全國能源消耗總量的四分之一。我國燃料結構明顯不合理，爐窯的總體水平較低，使用效率與發達國家相比存在很大的差距。目前，發達國家的爐窯技術已經得到了有效的保障，工業爐窯控制器、高溫空氣燃燒等技術的運用，得到了國際工業領域的廣泛關注，各國相繼消防，并且取得良好效益。因此，我國工業爐窯也應該朝著新型工業爐窯控制器以及高溫空氣燃燒技術的方向發展，加快我國工業建設的發展步伐。

3新型工業爐窯控制器的設計研究

結合新型工業爐窯控制器材料的選擇方法，明確我國工業爐窯的發展方向，是新型工業爐窯控制器的設計研究的前提，筆者結合自身多年的工作經驗，以LZ-1型爐窯控制器的設計方案為例，對新型工業爐窯控制器的設計研究方法做了以下介紹。

3.1LZ-1型爐窯控制器的硬件構成

圖1LZ-1型爐窯控制器硬件結構示意圖

注：LZ-1型爐窯控制器硬件結構示意圖主要包括以下7部分：內存40K（RAM8K、EPROM24K、EEPROM8K）；A/D通道（8位（鍋爐）16路；12位24路）；D/A通道（8位8路）；I/O通道（48點+8點）；串行通訊接口（RS-232）；LED數碼顯示；平板操作鍵。

LZ-1型爐窯控制器的硬件結構比較復雜，一臺LZ-1型爐窯控制器可以單獨地控制一臺中小型工業鍋爐，或者是控制兩到三臺小型火焰爐窯，這是爐窯控制器在沒有技術革新前很難做到的。硬件結構的設計特點主要體現在它充分考慮了LZ-1型爐窯控制器對小型工業鍋爐使用的影響，保證專用性和通用性的同時，還采用了新性能的集成芯片，不僅減少了硬件因體積過大而產生的操作困難。I/O通道上的控制器和儀表接口在新技術的使用下融為一體，不僅簡化了電路，還增強了配置的實用性，減少了工程企業的成本投入。LZ-1型爐窯控制器硬件結構如圖1。

3.2LZ-1型爐窯控制器的軟件設計

（1）控制器的軟件設計依據。我國地域環境種類繁多，中小型爐窯為了適應工程環境，爐窯設備種類也非常多。在我國，常用的爐窯設備有以生產蒸汽為主獲得溫度的工業鍋爐和直接獲得溫度的工業鍋爐兩大類。這兩類爐窯在燃料使用量、爐窯大小以及生產條件上都存在很大的差異，控制器的軟件設計必須一次為依據，保障工業爐窯設備的正常使用。

（2）LZ-1型爐窯控制器的軟件結構。LZ-1型爐窯控制器的軟件結構由監控循環體程序、實時控制體程序、模塊化的參數存儲區三部分組成，筆者結合多年工作經驗面對LZ-1型爐窯控制器軟件的三種結構做了簡單介紹。

監控循環體程序。監控循環體程序由系統初始化、監控方式運行以及鍵編輯等模塊組成。系統初始化的主要功能是對控制器中的定時器、串行口等有關設備的初始化；鍵編輯主要是控制控制器控制面板上各鍵的工作；監控方式有很多種狀態，每種狀態都有自身的功能作用，主要是對系統各個環節的參數進行控制和檢測，還可以根據需要更改系統參數。監控循環體程序不僅有利于LZ-1型爐窯控制器在工程建設中有效地使用，還是施工者順利完成施工工藝的重要保障。

實時控制體程序。實時控制體程序的基本結構是爐窯控制的共性模塊和流程。爐窯控制的共性模塊包括很多種，常見的有采樣處理模塊、判限處理模塊、回路控制模塊、非線性補償模塊等多種形式。實時控制體程序還具有組態功能，主要取能是通過組態的數據，結合具體情況對不同對象出現的問題采取不同的應對措施。

模塊化的參數存儲區。模塊化的參數存儲區是監控循環體程序和實時控制體程序的信息庫，也是這兩個程序進行交換的中介。模塊化的參數存儲區主要包括六部分：系統標志區、系統參數區、組態數據區、控制參數區以及暫存區。endprint

各模塊之間的關系。監控循環體程序、實時控制體程序、模塊化的參數存儲區三大模塊之間存在著相輔相成的關系，其中監控循環體程序和實時控制體程序的運行在同一平面上，實時控制體程序的形式與監控循環體程序的形式是同時存在的。模塊化的參數存儲區的主要職能是通過存儲的數據有效地保障監控循環體程序和實時控制體程序之間的信息交流。

3.3LZ-1型爐窯控制器在燃煤鏈條爐中的應用

燃煤鏈條爐變化性很大，在工程建設中很難準確地把握變化規律。這主要體現在工業燃煤鏈條爐負荷變化緊密，模塊化的參數存儲區中的存儲數據變化范圍廣，燃煤鏈條爐被控制的對象線條曲折，變動性也很大。工業燃煤鏈條爐的數據控制一直以來是工業建設者面臨的巨大難題，為了及時有效地研討出方案解決這個問題，筆者結合LZ-1型爐窯控制器在燃煤鏈條爐中的應用做了簡單分析：LZ-1型爐窯控制器直接組成鍋爐控制系統，當然，一臺LZ-1型爐窯控制器很難完成這項工作，一般情況下需要三臺。控制器采用傳統的控制法與專家控制相結合的方法，蒸汽包受外界壓力控制的過程中，由于燃煤鏈條爐數據波動頻繁，施工人員應該采用PI控制與參數自尋優或者是自修正控制相結合的專家控制法。如果這種方法取得良好的效果，爐膛壓力則會相應提升很多，這不僅可以減小工業染料產生的廢氣對環境的影響，還能保障工業建設順利發展。

4結語

隨著各行各業建設工藝的完善，新型工業爐窯控制器為工程建設的技術革新找到了新出路。新型工業爐窯控制器的設計研究屬于技術型工作，由于技術落后和資金不足等原因，在施工過程中還存在很大的困難，工程建設者任重而道遠。為了保障新型工業爐窯控制器的設計研究取得成果，技術研發人員就必須結合新型工業爐窯控制器材料的選擇方法、明確我國工業爐窯的發展方向、了解工業爐窯控制器設計研究的技術，才能有效地保障新型工業爐窯控制器在工業建設中的作用。因此，我國政府和工業界應該高度重視新型工業爐窯控制器的設計研究工作，從而推動我國工業建設的發展。

參考文獻

[1]?；唐健，趙虹.低成本工業爐窯控制器的研制[A].?；中國自動化學會第二屆LCA會議論文集[C].1995.

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[4]?；沈曉燕.一種新型工業爐窯控制器的研究[J].南?；通工學院學報，2001，17（2）.endprint

各模塊之間的關系。監控循環體程序、實時控制體程序、模塊化的參數存儲區三大模塊之間存在著相輔相成的關系，其中監控循環體程序和實時控制體程序的運行在同一平面上，實時控制體程序的形式與監控循環體程序的形式是同時存在的。模塊化的參數存儲區的主要職能是通過存儲的數據有效地保障監控循環體程序和實時控制體程序之間的信息交流。

3.3LZ-1型爐窯控制器在燃煤鏈條爐中的應用

燃煤鏈條爐變化性很大，在工程建設中很難準確地把握變化規律。這主要體現在工業燃煤鏈條爐負荷變化緊密，模塊化的參數存儲區中的存儲數據變化范圍廣，燃煤鏈條爐被控制的對象線條曲折，變動性也很大。工業燃煤鏈條爐的數據控制一直以來是工業建設者面臨的巨大難題，為了及時有效地研討出方案解決這個問題，筆者結合LZ-1型爐窯控制器在燃煤鏈條爐中的應用做了簡單分析：LZ-1型爐窯控制器直接組成鍋爐控制系統，當然，一臺LZ-1型爐窯控制器很難完成這項工作，一般情況下需要三臺。控制器采用傳統的控制法與專家控制相結合的方法，蒸汽包受外界壓力控制的過程中，由于燃煤鏈條爐數據波動頻繁，施工人員應該采用PI控制與參數自尋優或者是自修正控制相結合的專家控制法。如果這種方法取得良好的效果，爐膛壓力則會相應提升很多，這不僅可以減小工業染料產生的廢氣對環境的影響，還能保障工業建設順利發展。

4結語

隨著各行各業建設工藝的完善，新型工業爐窯控制器為工程建設的技術革新找到了新出路。新型工業爐窯控制器的設計研究屬于技術型工作，由于技術落后和資金不足等原因，在施工過程中還存在很大的困難，工程建設者任重而道遠。為了保障新型工業爐窯控制器的設計研究取得成果，技術研發人員就必須結合新型工業爐窯控制器材料的選擇方法、明確我國工業爐窯的發展方向、了解工業爐窯控制器設計研究的技術，才能有效地保障新型工業爐窯控制器在工業建設中的作用。因此，我國政府和工業界應該高度重視新型工業爐窯控制器的設計研究工作，從而推動我國工業建設的發展。

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各模塊之間的關系。監控循環體程序、實時控制體程序、模塊化的參數存儲區三大模塊之間存在著相輔相成的關系，其中監控循環體程序和實時控制體程序的運行在同一平面上，實時控制體程序的形式與監控循環體程序的形式是同時存在的。模塊化的參數存儲區的主要職能是通過存儲的數據有效地保障監控循環體程序和實時控制體程序之間的信息交流。

3.3LZ-1型爐窯控制器在燃煤鏈條爐中的應用

燃煤鏈條爐變化性很大，在工程建設中很難準確地把握變化規律。這主要體現在工業燃煤鏈條爐負荷變化緊密，模塊化的參數存儲區中的存儲數據變化范圍廣，燃煤鏈條爐被控制的對象線條曲折，變動性也很大。工業燃煤鏈條爐的數據控制一直以來是工業建設者面臨的巨大難題，為了及時有效地研討出方案解決這個問題，筆者結合LZ-1型爐窯控制器在燃煤鏈條爐中的應用做了簡單分析：LZ-1型爐窯控制器直接組成鍋爐控制系統，當然，一臺LZ-1型爐窯控制器很難完成這項工作，一般情況下需要三臺。控制器采用傳統的控制法與專家控制相結合的方法，蒸汽包受外界壓力控制的過程中，由于燃煤鏈條爐數據波動頻繁，施工人員應該采用PI控制與參數自尋優或者是自修正控制相結合的專家控制法。如果這種方法取得良好的效果，爐膛壓力則會相應提升很多，這不僅可以減小工業染料產生的廢氣對環境的影響，還能保障工業建設順利發展。

4結語

隨著各行各業建設工藝的完善，新型工業爐窯控制器為工程建設的技術革新找到了新出路。新型工業爐窯控制器的設計研究屬于技術型工作，由于技術落后和資金不足等原因，在施工過程中還存在很大的困難，工程建設者任重而道遠。為了保障新型工業爐窯控制器的設計研究取得成果，技術研發人員就必須結合新型工業爐窯控制器材料的選擇方法、明確我國工業爐窯的發展方向、了解工業爐窯控制器設計研究的技術，才能有效地保障新型工業爐窯控制器在工業建設中的作用。因此，我國政府和工業界應該高度重視新型工業爐窯控制器的設計研究工作，從而推動我國工業建設的發展。

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