[0033] 進(jìn)一步地，步驟一具體的實(shí)施步驟如下：
[0034] (1)安裝控制系統(tǒng)軟件:安裝計算機(jī)編程終端的操作系統(tǒng)、西門子自動化編程軟件 和監(jiān)控軟件;控制中心采用研華工控機(jī)，操作系統(tǒng)為微軟Windows XP SP3;編程軟件采用的 是西門子Step 7V5.4版本，編程軟件用于對控制模塊進(jìn)行硬件組態(tài)和編程;組態(tài)軟件采用 的是西門子Wincc7.0SP3版，用于對工藝流程進(jìn)行監(jiān)控畫面的組態(tài)；
[0035] (2)安裝控制系統(tǒng)硬件:在控制柜內(nèi)安裝與（1)中所述編程軟件中配置的硬件類型 和版本一致的模件和其他控制設(shè)備，完成柜內(nèi)設(shè)備之間的硬線連接;對控制模件進(jìn)行通道 設(shè)置，選擇輸入、輸出通道的信號類型，并做好記錄，應(yīng)用到編程軟件；
[0036] (3)編程軟件:在編程軟件中完成對控制模塊硬件的相應(yīng)組態(tài)，并且與（2)中實(shí)際 安裝的控制模塊硬件的類型和版本一致;根據(jù)(2)中所述的控制模塊模件的通道設(shè)置、輸入 和輸出類型，對軟件進(jìn)行相應(yīng)的配置，按照工藝要求完成控制系統(tǒng)的編程工作；
[0037] (4)組態(tài)軟件:在計算機(jī)終端中，利用（1)中所述的組態(tài)軟件進(jìn)行工藝流程組態(tài)，實(shí) 現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制和參數(shù)顯示功能；
[0038] (5)安裝現(xiàn)場設(shè)備:包括現(xiàn)場的流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、熱值儀、殘氧分 析儀和調(diào)節(jié)閥等信號檢測設(shè)備;實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與控制柜內(nèi)的端子正確連接；
[0039] (6)建立通信網(wǎng)絡(luò):通過以太網(wǎng)絡(luò)的連接，把（1)中所述編程軟件、組態(tài)軟件、（2)中 所述控制模塊和(5)中所述現(xiàn)場設(shè)備連接為一個控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)控制爐膛內(nèi)殘氧含量 所需的硬件和軟件基礎(chǔ)；設(shè)置以太網(wǎng)參數(shù)并選擇通訊模式，采用ISO通訊方式進(jìn)行通訊，檢 測與控制模塊相連接的以太網(wǎng)實(shí)際連接線路；
[0040] (7)系統(tǒng)通訊:在現(xiàn)場設(shè)備安裝完成后，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)（1)中所述編程 軟件、組態(tài)軟件、（2)中所述的控制模塊和(5)中所述現(xiàn)場設(shè)備之間的通信功能，完成對現(xiàn)場 檢測信號、編程軟件與組態(tài)軟件內(nèi)部地址之間的對應(yīng)關(guān)系。
[0041 ]進(jìn)一步地，步驟五的具體實(shí)施方法如下：
[0042] 根據(jù)實(shí)際使用空燃比，對天然氣和空氣流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行自動殘氧含量控制，并最 終確定P、I參數(shù)和控制限幅的調(diào)節(jié)過程;其中1臺天然氣和1臺空氣調(diào)節(jié)閥為一組調(diào)節(jié)閥：
[0043] (1)P和I參數(shù)：對每組天然氣和空氣調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)器，由人工設(shè)定一個天然氣流 量，根據(jù)設(shè)定流量實(shí)現(xiàn)對殘氧含量的過程控制;在實(shí)施時需要一個流量控制選擇器，選擇器 是通過畫面的按鈕來實(shí)現(xiàn)的，其中天然氣和空氣調(diào)節(jié)閥P和I參數(shù)的范圍：0.001 0.006,30< I <80;
[0044] (2)控制限幅:根據(jù)天然氣流量過程值、空氣流量過程值和調(diào)節(jié)閥位置反饋，結(jié)合 工藝確定天然氣、空氣控制器調(diào)節(jié)的上、下限值。天然氣和空氣的流量過程值是對測量流量 進(jìn)行溫度和壓力補(bǔ)償后得到，其中，20.0 <天然氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)范圍<60.0,10.0 <空氣調(diào)節(jié) 閥調(diào)節(jié)范圍<65.0;
[0045] (3)空燃比范圍：根據(jù)實(shí)際使用空燃比對天然氣和空氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)行PID參數(shù)調(diào)節(jié)， 實(shí)現(xiàn)對實(shí)際使用空燃比的利用，并達(dá)到工藝所需的控制效果;空燃比的范圍為:7.86《理論 空燃比<9.58。
[0046] (4)燒嘴燃燒數(shù)量:m=WXk;其中W為燃燒所需要的功率，k為所在加熱段的相應(yīng)區(qū) 域的系數(shù)。
[0047] (5)燃燒時間：h = W X a+b;其中W為燃燒所需要的功率，a為所在加熱段的相應(yīng)區(qū) 域的系數(shù)，b為所在區(qū)域的時間補(bǔ)償參數(shù)。
[0048] (6)燃燒間隔時間：T2 = W X c+d;其中W為燃燒所需要的功率，c為所在加熱段的相 應(yīng)區(qū)域的系數(shù)，d為所在區(qū)域的時間補(bǔ)償參數(shù)。
[0049] 進(jìn)一步地步驟六具體實(shí)施步驟如下：
[0050] (1)選擇控制方式:有一個選擇按鈕用來選擇調(diào)節(jié)閥的控制方式，即手動和自動的 模式切換;系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)人工對P和I參數(shù)進(jìn)行修改、調(diào)試，有一個按鈕來實(shí)現(xiàn)對P和I的控制 模式選擇，即參數(shù)投入或不投入模式；
[0051] (2)過?？諝庀禂?shù):有一個選擇按鈕實(shí)現(xiàn)過剩空氣系數(shù)的手動/自動模式切換，根 據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏和所加熱鋼種等因素進(jìn)行設(shè)定，畫面中能夠人工設(shè)定過剩空氣系數(shù)，也能夠自 動設(shè)定過剩空氣系數(shù)；
[0052] (3)實(shí)際使用空燃比：有一個選擇殘氧投入空燃比的手動/自動切換按鈕，有一個 熱值投入空燃比的手動/自動切換按鈕，有一個實(shí)際使用空燃比的數(shù)值顯示窗口；
[0053] (4)熱值儀控制模式:選擇(3)中所述熱值自動模式，則計算理論空燃比，使用理論 空燃比計算實(shí)際使用空燃比；否則選擇手動模式，采用人工設(shè)定的空燃比作為實(shí)際使用空 燃比；
[0054] (5)氧化鋯分析儀控制模式:選擇(3)中所述殘氧含量自動模式，依據(jù)設(shè)定殘氧含 量和殘氧含量過程值計算所需的修正量;否則選擇手動模式，修正量為零；
[0055] (6)實(shí)際界面內(nèi)容：顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容有天然氣熱值、理論空燃比、殘氧過程值、殘氧 設(shè)定值、實(shí)際使用空燃比和殘氧快速補(bǔ)償；
[0056] (7)溫度控制模式:有一個選擇燃燒控制單元的投入手動/自動切換按鈕，有一個 οη/off模式選擇按鈕，有一個區(qū)域溫度控制模式按鈕，表示每個區(qū)域根據(jù)溫度反饋值作為 自動控制本區(qū)域的溫度;有一個帶鋼溫度控制模式選擇按鈕，表示所有區(qū)域的溫度控制是 以該加熱段的出口溫度值為參考值；
[0057] (8)空燃比投入:每個溫度控制區(qū)域有一個彈出畫面，有一個空燃比人工設(shè)定值， 有一個空燃比實(shí)際值;有一個空燃比投入手動/自動的按鈕，手動表示人工設(shè)定空燃比，自 動表示根據(jù)氧化鋯分析儀得出的實(shí)際空燃比為投入值；
[0058] (9)燃燒控制單元的顯示內(nèi)容:有一個彈出的燃燒控制單元的顯示狀態(tài)畫面，包括 電流、火焰檢測信號、燃?xì)忾y的控制狀態(tài)和故障信號；
[0059] (10)燃燒畫面:每個控制區(qū)域有一個彈出畫面，包括該區(qū)域的燃燒燒嘴的數(shù)量、燃 燒時間和停止時間顯示;并對每個燒嘴的狀態(tài)進(jìn)行不同顏色的顯示。
[0060] 本發(fā)明的有益效果：
[0061 ]本發(fā)明是一套應(yīng)用于立式退火爐燃燒段溫度控制過程的自動控制系統(tǒng)，以天然氣 和空氣流量調(diào)節(jié)閥來為控制對象，控制實(shí)際使用空燃比，實(shí)現(xiàn)爐膛內(nèi)殘氧含量參數(shù)最優(yōu)的 自動控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)從解決燃燒過程的自動控制入手，最終實(shí)現(xiàn)立式退火爐燃燒段的溫 度控制在最優(yōu)范圍內(nèi)波動。提高了退火爐天然氣的利用率，減少了對環(huán)境的污染。
[0062]本方法始終關(guān)注退火爐燃燒段溫度的變化，按照當(dāng)前的燃燒要求，精確地確定參 與燃燒的天然氣流量和空氣流量的合理范圍，確定燃料和空氣的合理配比，減少了大氣污 染。
[0063] 本發(fā)明重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)立式退火爐燃燒段的溫度控制最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)輻射管排煙管道內(nèi)殘氧 含量的合理性，重點(diǎn)解決燃燒過程中溫度控制的自動實(shí)現(xiàn)，最大限度地避免人為干預(yù)，減輕 操作人員的工作強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0064] 圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的立式退火爐的整體框架圖。
[0065] 圖2為實(shí)際使用空燃比的程序邏輯控制圖。
[0066] 圖3為初始加熱段的區(qū)域溫度控制的部件結(jié)構(gòu)圖。其中：溫度傳感器1;輻射管2;煙 道3;氧化錯分析儀4;熱值儀5;天然氣調(diào)節(jié)閥6;空氣調(diào)節(jié)閥7;流量傳感器8;燃燒控制單元 9〇
【具體實(shí)施方式】
[0067] 下面以具體的實(shí)施例對本發(fā)明的立式退火爐燃燒段溫度自動控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì) 說明。在一個實(shí)施例中，所述立式退火爐燃燒段溫度自動控制系統(tǒng)包括:控制模塊、溫度傳 感器1、輻射管2、燒嘴煙道3、氧化鋯分析儀4、熱值儀5、天然氣調(diào)節(jié)閥6、空氣調(diào)節(jié)閥7、流量 傳感器8、燃燒控制單元9。一個天然氣調(diào)節(jié)閥6和一個空氣調(diào)節(jié)閥7為一組，分別與一個流量 傳感器8相連接。退火爐燃燒段包括初始加熱段、終了加熱段、均熱段。氧化鋯分析儀4安裝 在初始加熱段的一個燒嘴煙道3上;熱值儀4安裝在天然氣總管道上，具體參見說明書附圖 3；
[0068]在一個實(shí)施例中，所述立式退火爐包括多個燒嘴，例如135個燒嘴，每個燒嘴包括 一個燃燒控制器9,對燒嘴的開關(guān)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對燃燒段的加熱過程，初始加熱段和終了 加熱段又分成多個燃燒區(qū)域，一般為4個，每個燃燒區(qū)域各安裝一個天然氣調(diào)節(jié)閥6和一個 空氣調(diào)節(jié)閥7以及一個溫度傳感器。一個均熱段的上下部分各安裝一個溫度傳感器，退火爐 的每個段包括兩個轉(zhuǎn)向輥室(每個段過渡到另一個段時，改變帶鋼運(yùn)行方向的輥道所處的 空間），共8個轉(zhuǎn)向輥室，如說明書附圖1所示。同時在8個轉(zhuǎn)向輥室和1個均熱段配有電輔助 加熱器來完成對溫度的控制功能?？刂颇K通過通信網(wǎng)絡(luò)與氧化鋯分析儀4、熱值儀5、溫度 傳感器1、流量傳感器8、天然氣調(diào)節(jié)閥6和空氣調(diào)節(jié)閥7相連接?？刂颇K接收氧化錯分析儀 4、熱值儀5、溫度傳感器1、流量傳感器8發(fā)送的測量數(shù)據(jù)，并將控制指令發(fā)送給天然氣調(diào)節(jié) 閥6和空氣調(diào)節(jié)閥7。氧化鋯分析儀4測量所述燃燒段的殘氧含量，熱值儀5測量天然氣總管 的天然氣的成分和各成分的含量，并計算得出天然氣的熱值信號，各成分的含量為百分比， 熱值的單位為KJ/m 3,用于理論空燃比計算。流量傳感器8測量天然氣和空氣的流量，溫度傳 感器1測量燃燒段的溫度?？刂颇K接收氧化鋯分析儀4和熱值儀5測得的殘氧含量信號以 及熱值信號，流量傳感器測得的各燃燒區(qū)域的天然氣、空氣的實(shí)際流量，以及溫度傳感器測 得的溫度值，經(jīng)過理論空燃比計算、過?？諝庀禂?shù)計算、空燃比計算、殘氧修正量計算、實(shí)際 使用空燃比計算，對天然氣調(diào)節(jié)閥6和空氣調(diào)節(jié)閥7發(fā)送控制信號，對閥門的開度進(jìn)行控制， 以達(dá)到合理的空燃配比。并且，控制模塊采用on/off的燃燒控制模式，即通過對各個燒嘴進(jìn) 行全開或全關(guān)控制的方式，根據(jù)區(qū)域內(nèi)的燒嘴數(shù)量和每個燒嘴的燃燒能力，通過燒嘴燃燒 數(shù)量計算、燃燒時間計算和燃燒間隔時間計算，得到各個區(qū)域燒嘴燃燒數(shù)量、燃燒時間和燃 燒間隔時間，并這些參數(shù)發(fā)送給各個區(qū)域相對應(yīng)的燒嘴的控