1 技术交底书1、名称一种炉窑燃烧室负压压力控制2、所属技术领域仪控3、现有技术炉窑通过单斗卷扬提升机或胶带机将石灰石运至窑顶，经料斗、密封闸门及旋转布料器进入环形套筒内在窑顶入料口处设置密封闸门，以避免外界空气进入而影响套筒竖窑的负压操作环形套筒是由窑钢外壳、内部耐火墙和与其同心布置的上、下内筒组成炉窑有上、 下两层烧嘴并均匀错开布置，每层烧嘴有六个圆柱形燃烧室，每个燃烧室都有一个用耐火材料砌筑的从窑外壳到下内筒的拱桥，高温气体从燃烧室内出来， 经过拱桥下面形成的空间进入料层两层烧嘴将套筒竖窑分成两个煅烧带，上煅烧带为逆流， 下煅烧带为并流并流带下部为冷却带， 在冷却带石灰将自身热量传递给冷却的空气，此处仍为逆流冷却石灰的空气由于废气风机作用向上抽，而石灰则在冷却带的底部通过出料装置及出料台排出，排出的石灰进入到位于套筒竖窑底部的石灰仓内，石灰仓内的石灰通过振动给料机，经一定的时间间隔被排出炉窑燃烧室在负压下运行， 负压由废气风机产生，正常生产石灰时负压压力一般不能低于负0.5kpa，且需恒定如负压压力低于负0.5kpa ，炉窑上、下两层烧嘴会熄火；反之负压压力大于负0.5kpa ，2 则会改变燃烧室内循环气体气流平衡，影响石灰产质量， 传统控制方法处于手动控制， 具体是通过改变变频器的给定频率来改变变频器输出频率，由于变频器连接变频电机，变频电机连接风机，变频器输出频率改变最终导致风机速度改变， 对应炉窑燃烧室负压压力大小也改变，如炉窑燃烧室负压压力小，则需增加变频器的给定频率；如炉窑燃烧室负压压力大，则需减少变频器的给定频率；由于手动作业，不同的人对参数的调整幅度及对参数的预判值不同，导致炉窑燃烧室负压稳定性差，调节过于频繁，不利于生产。
4、发明目的本发明目的在于提供一种炉窑燃烧室负压压力控制方法，现以负压 0.5KPA为基准值，当炉窑燃烧室内采样压力偏离基准值时，会自动调整变频器频率输出， 也就是调节风机速度从而改变风量，确保炉窑燃烧室内负压恒定5、技术方案本装置主要有二部分组成（见图3） ，一是压力检测单元，二是压力控制单元 压力检测单元内压力信号取样管部件位于炉窑燃烧室内，检测出来信号经变送器转化成4-20MA电流信号输入至 PLC 模拟量输入通道， 经中央控制器 CPU 处理后转换成实际值， 现将这一实际值作为炉窑负压压力检测过程值用PV表示正常情况炉窑负压压力PV值为负 0.5KPa控制单元主要是接合炉窑负压压力检测过程值PV值和设定值 SP,利用 PID 调节, 通过控制器 PIC611 OP值输出来控制变频器电流给定，现PIC611 OP值为 0%-100% 对应变频器电流给定3 范围为 4-20MA,此时对应变频器输出频率0-50HZ,对应变频电机转速为 0-1000 转/ 分，因变频电机与风机直接相连，风门在炉窑工作时处于全开位置， 在炉窑停止工作时切换至全关位置（主要是确保电机安全启动），通过最初控制变频器的电流给定最终达到控制风机速度，也就是当风机速度改变时炉窑燃烧室内部负压压力同时改变，当炉窑燃烧室内部负压压力检测过程值PV（图 2）低于设定负压压力负0.5KPA(设定值 SP)，控制单元则会增加变频器电流给定，变频器输出频率上升，变频电机速度增加，同时风机转速也加快，风机抽出炉窑燃烧室内部风量增加， 此时炉窑燃烧室内部负压压力相应增大，直到 pv 压力值达到 SP值。
同理，当炉窑燃烧室内部负压压力检测过程值 PV （图 2）高于设定负压压力负0.5KPA(设定值 SP)时，控制单元则会减少变频器电流给定， 变频器输出频率下降， 变频电机速度减少，同时风机转速也减少， 风机抽出炉窑燃烧室内部风量减弱，此时炉窑燃烧室内部负压压力相应减少，直到pv 压力值达到 SP值设定值 SP可根据需要修改，在变频器给定频率上升和下降过程中，上升和下降的过程是渐进式的，即每隔一段时间打开或关闭某一幅度，间隔时间打开 / 关闭的幅度都可以在控制单元中设定整个压力控制原理见图3， 采用了 PID 控制回路，通过 plc 软件实现，该 PID功能块采样周期为80ms PID 控制分为自动控制和手动控制两种方式（见图 2） 自动控制即由PLC进行全自动控制，设定值(SP)设定好后，输出值（ op）会自动调整输出值，不需要进行人工干预，最终测温点过程值 (PV)与设定值 (SP)值一致手动控制即在上位机上给定一4 个输出值，通过输出值（op）直接输出控制变频器给定频率，pv 值与 sp 值不比较在正常情况下都是自动方式下运行（见图1 和 2） 6、有益效果采用计算机控制系统， 对炉窑燃烧室内负压压力进行自动调节控制，经过长时间运行，窑内的热工制度稳定受控，生产石灰的质量指标完全满足炼钢需要，经济效益显著。
7、图面说明上燃烧室上内筒上燃烧器下内筒下燃烧器下燃烧室变频器变频电机风机风门手动外界负压气流负压气流负压压力检测图一：原有炉窑燃烧室负压控制框图5 负压气流 -0.5kpa自动PIC611OPSPPV负压压力检测负压气流外界风门变频电机变频器下燃烧室下燃烧器下内筒上燃烧器上内筒上燃烧室风机图二：现有炉窑燃烧室负压控制框图压 力压 力 变 送 器电 机变 频 器 变 送 器压 力 控 制 器风 机图三：PID 压力控制框图·6 图四：变频器接线图8、实施例将炉窑燃烧室负压压力信号取样管部件插入炉窑燃烧室内，检测出来信号用屏蔽电缆先送至隔离器输入端，隔离器输出端再送至plc模拟量输入模块 140ACI04000 端子上，经CPU 处理后，转化成实际压力值也就是过程 PV 值，压力量程对应关系为0-负1kpa对应4-20MA,也就是现场显示压力 pv值为负 1KPA,模拟量输入模块 140ACI04000 端子上为20MA, 现场显示压力 pv值为负0.5KPA，plc 模拟量输入模块140ACI04000端子上应为 12MA,这样就将现场压力信号转换为4-20ma电流信号送至 PLC 控制。
7 压力控制单元具体实施见图2至图4，控制分为自动控制和手动控制两种方式 手动控制即人为给定一个变频器4-20MA 电流信号， 控制变频器输出频率， 同时控制变频电机转速和风机转速，此时查看炉窑燃烧室负压压力 PV 值，如pv值大于 sp值（见图2） ，则要减少给定变频器频率；如 pv值小于 sp值（见图2） ，则要增大给定变频器频率，最终pv过程值接近负 sp设定值在正常情况下都是自动方式下运行，自动控制即由计算机进行全自动控制，不需要进行人工干预，考虑到风机特性、压力负荷变化、主要扰动和系统控制要求等具体情况，同时还考虑到系统的经济性以及系统投入方便等，决定采用PI调节PI调节就是综合 P、I 两种调节的优点，利用 P调节快速抵消干扰的影响，同时利用I 调节消除残差当系统安装好以后， 系统能否在最佳状态下工作， 主要取决于 PID控制器内调节器各参数的设置是否得当PID控制器参数整定的任务，就是对已选定的控制系统，求得最好的控制质量时PID控制器的参数值，即所谓求取 PID控制器的最佳值，具体讲就是确定最合适的比例度、积分时间和微分时间现PID参数的整定方法有多种，本炉窑燃烧室负压压力控制采用目前国内应用最为广泛的经验试凑法，整定步骤：如下a．确定比例增益系数确定比例增益系数时，首先去掉积分项和微分项，使PID为纯比例调节。
此时将 pic611 控制器 OP 值先输出 60%-70% ，对应变频器给定频率为30hz-35hz，变频电机转速 600转/ 分-700转/ 分，风机转速与变频电8 机转速同步，将比例增益系数由0逐渐加大，观察炉窑燃烧室负压压力过程 PV 值和pic611 控制器 OP 值的变化，在比例增益系数增加到0.001 以上时， PV 值和OP 值出现振荡，从此时的比例增益系数逐渐减小，直至系统振荡消失，可确认本PID调节器比例增益系数为 0.001 b. 确定积分时间常数比例增益系数确定后， 设定一个 30秒积分时间常数的初值， 然后逐渐减小积分时间至 10秒以下时， PIC611 PV值和OP 值系统出现振荡，之后在此积分时间逐渐加大，直至系统振荡消失可确认本PID调节器积分时间常数为 10秒c. 确定微分时间常数本炉窑燃烧室负压压力 PID调节无需微分项调节，现确认微分时间常数为 0 炉窑燃烧室负压压力 PID其传递函数如下：Gc（S）=0.001（1+S101 ）式中：0.001——PID调节器的增益系数；10——PID调节器的积分时间常数，单位：秒其中， sp 设定值为负 0.5KPA 程序在执行中将压力控制器PID调节器的增益系数 0.001 、积分时间常数 10、微分时间常数 0的值送入 PLC 的数据寄存器中，现输入SP设定值为负0.5kpa（根据工艺可调整），系统锁定该值，此时 PIC611控制器 op值会自动调整，相应变频器会自动调频， 变频电机自动调速，9 对应炉窑燃烧室负压压力过程值PV 自动跟随目标 SP 值（负0.5KPA）上下移动，最终pv值接近sp值也就是 pv值在负 O.5KPA 压力下进行定量控制，从而确保炉窑燃烧室负压稳定受控。