一种窑炉运转设备控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种窑炉运转设备控制系统，包括故障检测系统、PLC自动控制系统与电手动控制系统，故障检测系统分别与PLC自动控制系统以及电手动控制系统连接，PLC自动控制系统为限位开关连锁的PLC自动控制，用于实现湿柸车自动进入烘干窑、干柸车自动驶出烘干窑、干柸车自动进入焙烧窑以及成品砖车自动驶出焙烧窑。故障检测系统检测到PLC自动控制系统中的PLC和限位开关发生故障时，启动电手动控制系统维持生产，电手动控制系统打开电动机，实现摆渡车行走、窑门的开门与关门、牵引机前进与后退、顶车机的前进与后退以及步进机的前进与后退。采用自动控制与手动控制两种方式，使得窑炉运转设备控制系统能够长期稳定、可靠地运行。

【技术实现步骤摘要】
一种窑炉运转设备控制系统
本专利技术涉及控制系统
，尤其是涉及一种窑炉运转设备控制系统。
技术介绍
窑炉是指用于烧制陶瓷器物和雕塑或是令珐琅熔合到金属器物表面的火炉，一般用砖和石头砌成，根据需要可以制成大小各种的规格，能采用可燃气体、油或电来运转。工业窑炉电气控制系统工作环境往往比较恶劣，周围的电磁环境相当复杂，因此设备的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。现有的技术中，工业窑炉电气控制系统通常为PID策略控制系统，其能基本满足控制系统的要求，实现温度的自动控制，但由于窑炉复杂的热工特性，具有大延时、非线性、强耦合、多变量等特性，以及各温区之间温度、压力、气氛等多变量之间相互制约、相互干扰，系统响应速度慢、超调量大、抗干扰能力差，控制效果很难达到预期目标。受电磁干扰的工作环境的影响，PID策略控制系统有时会出现宕机的状态，导致窑炉控制系统停机，而窑炉在经济上的高产出要求窑炉控制系统必须长期稳定、可靠地运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使整个控制系统失灵，直接造成巨大经济损失。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种窑炉运转设备控制系统，其采用自动控制与手动控制两种方式，在自动控制发生故障时自动切换成手动控制的方式，使得窑炉控制系统能够长期稳定、可靠地运行，提升了系统的控制效果。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种窑炉运转设备控制系统，包括故障检测系统、PLC自动控制系统与电手动控制系统，所述故障检测系统分别与所述所述PLC自动控制系统以及所述电手动控制系统连接，PLC自动控制系统为限位开关连锁的PLC自动控制，用于实现湿柸车自动进入烘干窑、干柸车自动驶出烘干窑、干柸车自动进入焙烧窑以及成品砖车自动驶出焙烧窑；所述故障检测系统检测到所述PLC自动控制系统中的PLC和限位开关发生故障时，启动所述电手动控制系统维持生产，所述电手动控制系统打开电动机，实现摆渡车行走、窑门的开门与关门、牵引机前进与后退、顶车机的前进与后退以及步进机的前进与后退。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述PLC自动控制系统包括数据监控模块、温度控制模块、送料控制模块、AI系统控制器模块以及抗干扰模块，所述AI系统控制器模块连接所述温度控制模块，用于控制窑炉的燃气量使其烧成温度严格达到标准的温度曲线；所述抗干扰模块分别与所述数据监控模块、温度控制模块、送料控制模块连接，所述抗干扰模块用于消除电源端与信号输入通道的干扰。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述AI系统控制器模块包括PID控制器、窑炉、推理机、知识库、自学习机构、数据库以及信息获取与处理单元，所述信息获取与处理单元用于在线获取控制系统的状态和数据；所述数据库包括静态数据库与动态数据库，所述静态数据库存储系统运行中不变化、自启动的参数，所述动态数据库存储系统建模参数与推理过程的暂存结果；所述知识库存储推理规则，为所述推理机提供规则信息，利用模糊推理获得所述PID控制器的Kp、Ki、Kd参数传递给所述PID控制器，实现数据在线更新变换控制策略。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述抗干扰模块包括专线供电装置、电源滤波器、隔离变压器以及瞬间电压抑制器，所述专线供电装置采用非动力供电线路供电或直接从非动力低压变压器“根部“拉专线供电；所述电源滤波器通过在输入端与输出端安装电容滤除尖峰干扰，所述隔离变压器中原边、副边处各设置一个屏蔽层，所述原边的屏蔽层通过一个电容器与所述副边的屏蔽层接到一起，再接到副边的地上，所述瞬间电压抑制器用于抑制侵入电网的雷击感应高峰值电压与操作故障引起的超压。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述抗干扰模块还包括模拟输入通达抗干扰单元与数字输入通道抗干扰单元，所述模拟输入通达抗干扰单元包括具有差动输入功能的控制器输入模块、对绞屏蔽线以及模拟滤波器，所述对绞屏蔽线的屏蔽层在现场一端接地，在靠近A/D转换器端并联一个限幅电路，所述数字输入通道抗干扰单元包括基于光电隔离技术的通信模块以及数字滤波器。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述故障检测系统包括通讯模块、电缆、工控机以及报警装置，所述PLC自动控制系统还包括CPU模块、DI模块、DO模块以及编程电脑；所述限位开关通过所述DI模块和所述电缆连接在所述CPU模块上，所述报警装置通过所述DO模块和所述电缆连接在所述CPU模块上，所述工控机和所述编程电脑通过网线与所述通讯模块连接，所述CPU模块与所述通讯模块连接。综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置PLC自动控制系统与电手动控制系统两种可随意切换的控制方式，正常生产过程中，由PLC自动控制系统自动控制窑炉运转设备的运行工作，当故障检测系统检测到PLC自动控制系统中的PLC和限位开关发生故障时，自动关闭PLC自动控制系统并开启电手动控制系统。由操作人员按下相应的按钮后打开电动机，使得窑炉运行设备能够正常的运行，从而使得窑炉控制系统能够长期稳定、可靠地运行，提升了系统的控制效果。2.窑炉运转设备作为工业过程控制的具有不确定性、非线性、耦合性、大滞后等特点，针对此生产过程所提出的高精度、实时调节、稳定控制等要求，设计了AI系统控制器模块并应用于窑炉的温度控制模块中，将砖瓦制品烧成中各个阶段的工艺要求作为AI系统控制器模块的约束条件，制定出规则，控制助燃风比例燃烧烧嘴，使其烧成温度严格达到所要求的温度曲线，改善了传统PID算法过渡时间长、升温速率慢等弊病。3.工业窑炉设备控制系统工作环境往往比较恶劣，周围的电磁环境相当复杂，因此设备的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。数据监控模块涉及数据通信，温度控制模块涉及微电压信号的检测和控制，送料控制模块涉及离散信号的检测和控制，各部分各有特点，因此所采取的抗干扰措施必须具有很强的针对性。抗干扰模块能够消除电源端与信号输入通道的干扰，从而提高了窑炉运转设备的可靠性。附图说明图1为本专利技术的整体结构框图。图2为本专利技术展示AI系统控制器模块的结构图。图3为本专利技术展示故障检测系统的结构图。附图标记：1、故障检测系统；11、通讯模块；12、工控机；13、报警装置；2、PLC自动控制系统；21、CPU模块；22、DI模块；23、DO模块；24、编程电脑；25、限位开关；3、电手动控制系统；4、AI系统控制器模块；41、PID控制器；42、窑炉；43、推理机；44、知识库；45、自学习机构；46、数据库；47、信息获取与处理单元。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参照图1，为本专利技术公开的一种窑炉运转设备控制系统，包括故障检测系统1、PLC自动控制系统2与电手动控制系统3，故障检测系统1分别与PLC自动控制系统2以及电手动控制系统3连接，PLC自动控制系统2为限位开关25连锁的PLC自动控制，用于实现湿柸车自动进入烘干窑、干柸车自动驶出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窑炉运转设备控制系统，其特征在于：包括故障检测系统(1)、PLC自动控制系统(2)与电手动控制系统(3)，所述故障检测系统(1)分别与所述所述PLC自动控制系统(2)以及所述电手动控制系统(3)连接，PLC自动控制系统(2)为限位开关(25)连锁的PLC自动控制，用于实现湿柸车自动进入烘干窑、干柸车自动驶出烘干窑、干柸车自动进入焙烧窑以及成品砖车自动驶出焙烧窑；/n所述故障检测系统(1)检测到所述PLC自动控制系统(2)中的PLC和限位开关(25)发生故障时，启动所述电手动控制系统(3)维持生产，所述电手动控制系统(3)打开电动机，实现摆渡车行走、窑门的开门与关门、牵引机前进与后退、顶车机的前进与后退以及步进机的前进与后退。/n

【技术特征摘要】
1.一种窑炉运转设备控制系统，其特征在于：包括故障检测系统(1)、PLC自动控制系统(2)与电手动控制系统(3)，所述故障检测系统(1)分别与所述所述PLC自动控制系统(2)以及所述电手动控制系统(3)连接，PLC自动控制系统(2)为限位开关(25)连锁的PLC自动控制，用于实现湿柸车自动进入烘干窑、干柸车自动驶出烘干窑、干柸车自动进入焙烧窑以及成品砖车自动驶出焙烧窑；
所述故障检测系统(1)检测到所述PLC自动控制系统(2)中的PLC和限位开关(25)发生故障时，启动所述电手动控制系统(3)维持生产，所述电手动控制系统(3)打开电动机，实现摆渡车行走、窑门的开门与关门、牵引机前进与后退、顶车机的前进与后退以及步进机的前进与后退。


2.根据权利要求1所述的一种窑炉运转设备控制系统，其特征在于：所述PLC自动控制系统(2)包括数据监控模块、温度控制模块、送料控制模块、AI系统控制器模块(4)以及抗干扰模块，所述AI系统控制器模块(4)连接所述温度控制模块，用于控制窑炉(42)的燃气量使其烧成温度严格达到标准的温度曲线；
所述抗干扰模块分别与所述数据监控模块、温度控制模块、送料控制模块连接，所述抗干扰模块用于消除电源端与信号输入通道的干扰。


3.根据权利要求2所述的一种窑炉运转设备控制系统，其特征在于：所述AI系统控制器模块(4)包括PID控制器(41)、窑炉(42)、推理机(43)、知识库(44)、自学习机构(45)、数据库(46)以及信息获取与处理单元(47)，所述信息获取与处理单元(47)用于在线获取控制系统的状态和数据；
所述数据库(46)包括静态数据库(46)与动态数据库(46)，所述静态数据库(46)存储系统运行中不变化、自启动的参数，所述动态数据库(46)存储系统建模参数与推理过程的暂存结果；
所述知识库(44)存储推理规则，为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈礼勇，
申请(专利权)人：赣州科帕机电自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36