全纤维台车炉控温系统设计和应用

　　一、热处理工艺对全纤维台车炉控温系统的要求：

　　热处理工艺就是通过对固态金属的加热、保温和冷却来改变金属的显微组织，从而提高或者改良金属力学性能的一种方法。常用的方法有退火、正火、淬火、回火和表面热处理等。全纤维电炉的控温系统就是严格按照不同热处理工艺曲线设定的程序工作，以特定的加热速率和控温精度实现加热、保温和冷却，同时具有较强的跟踪伺服信号能力和良好的稳态性能、平衡的动态性能，在保温阶段还要确保炉内温度的均匀性。

　　为了实现上述加热温度曲线，需要热处理炉控温系统具备监测、显示、管理、通讯、数据处理、控制、报警、精度较高的控温参数设置及监控显示等具体功能，即可以实现对炉温曲线、开关状态、模块输出参数的检测监视；可显示炉子工作状况、温度工艺实时曲线等；随时将数据存盘，作为原始生产记录，以便保存和查询；工控机与PLC、上位机与自动仪表之间通讯；自动对采集信号进行运算和处理；实现对控温系统的自动和手动控制；以画面和声光形式对各种过限和状态异常进行报警；满负荷温度响应速度≥200℃/min，温度精度≤士3℃，全纤维台车炉内各温区温度均匀性≤±5℃，升降温速率设置连续可调。

　　二、控温系统整体结构设计：

　　新增10t、260kW和3t、130kW电加热台车式炉各1台，但是温控系统传统的单回路PD控制方式很难满足工艺要求，仪表上设置温度曲线参数的操作模式繁琐且容易出错，也无法实现温度工艺曲线和历史曲线的实时查询、分析等功能。从经济性、实用性和节能自动化等方面考量，结合当今控温技术的先进理念，为了透彻改变在仪表上设置温度曲线参数的操作模式，基本实现菜单化和自动化，降低操作人员劳动强度，以及提高工作效能，经多次论证，舞钢公司决定采用上位机集散控制系统完成集中管理，实时监控、显示、查询分析温度工艺曲线，由自动控温仪表和PLC复合控制系统完成炉温自动控制和分区加热，即10t、260kW台车式炉分3区加热，3t、130kW台车式炉分2区加热，每区分别由1块自动控温仪表完成区域温度控制，系统由PLC控制，从而规避控制过程中不确定性、噪音及非线性、时滞性等影响，从而规避优化系统动态控制特性，实现炉温的准确控制。同时设计并构建了包括此次新增2台全纤维台车炉在内的17台试样热处理炉群控系统，即工控机与欧陆仪表构成的集散控制系统(DCS)和工控机、PLC构成的PC-PLC动作控制系统共同完成对台车式热处理炉的控制。