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[摘 要]本文对步进式加热炉作了系统的研究，尤其是对其进行自动化控制的过程。现代化工业要求步进式加热炉工作的各个工程都需要有一套合理的自动化过程来控制。本文根据实际情况分析了对加热炉的一些主要设备的控制要素和特点。简单介绍了利用S7-400完成了PLC程序的整体的设计。
[关键词]加热炉；控制系统；PLC
中图分类号：TP981 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0045-01
1步进式加热炉概述
中板线轧机对于高产量有很高的要求，这就导致了生产技术标准的不断严苛，才能保证生产的高效率性和低出错率。例如在对方坯进行处理的过程中，加热不均将严重影响生产出来产品的质量，甚至导致废品的产生。本文重点介绍的其中步进式加热炉具有以下特点：1）能耗低。2）产量提高以上。3）现代步进加热炉生产自动化水平比原加热炉的控制系统高很多，通过PLC技术进行控制。
2步进式加热炉控制系统的实现
2.1 PCL控制概述
本文介绍的步进式加热炉，选取西门子PLCS7-400。系统功能的完全实现，前提是解决软硬件两方面的问题，即如何利用软硬件的配合形成完整的算法方案。下位机控制软件和上位机监控软件共同组成加热炉基础自动化控制系统软件，其中上位机监控软件采用西门子公司的组态软件WinCC，下位机软件采用西门子公司的编程软件Step7。电气控制的主要过程是，先根据输入开关信号进行逻辑运算，随后令向下发出逻辑控制指令，控制继电器，再去控制交流接触器等电气设备。
3控制系统分析
整个自动控制系统可以分为两个重要的部分，必须对生产流程中的各个技术数据进行控制，即控制生产过程；又要对生产设备的正常运行进行控制，就是电气化控制。本文所述步进式加热炉生产过程的控制技术包括炉温，煤气量及压力。而电气化实现了生产设备如装钢出钢，
步进梁运动等方面的控制过程。下面针对温度和煤气流量等生产过程，以及设备运行中的装钢机运动，对控制系統进行研究。
3.1炉温控制
热炉分均热段、加热一段和加热二段总共三个阶段，实现温度控制的自动化。对于这三个阶段，温度控制自动化，使用相同的方法对各个阶段进行控制，但各个过程并不互相影响，使用双环串联回路，双环分别控制温度和燃气量，其中温度控制为主，燃气量为副。炉温控制选取一定点的温度作为基准，顶部温度一般较炉壁要高，常常被选定为控制点。双环串联回路需要至少两台控制器，用串联的方式连接。本文根据双环串联控制系统的特性，选择温度燃气量双环串联控制，对炉内温度进行自动控制。并利用副环回路来消减扰动对炉膛温度的影响。同时，为了克服加热炉炉温过程的较大的容量滞后以及非线性等问题，选择利用串级控制系统，改善被控过程动态特性。
3.2流量控制
只有进入炉膛的煤气量和空气量在一个合理的配比范围，其燃烧才会完全合理，才能保证其经济性。燃气空气流量双闭环比值控制。这是一种非常方便易行的方法，可以有效地解决合理分配燃气空气比的方法。
3.3装钢机运动方式的自动控制
装钢机工作时的运动自动控制过程不仅要保证精确地运动，还需要和炉门的运动相配合。相比于以前的手动控制，自动控制的优势不言而喻，不仅节省了人力成本，避免了人为因素可能造成的出错，同时提高了控制精度，也提高了控制效率。自动控制的装钢基本运动包括向前和向后，上升和下降。自动运行过程的程序是为炉前定位到装钢行程计算，当自动运行开始时，加热炉自动打开。此时装钢机推送坯板送入加热炉。根据计算的恰当位置，运送到位，装钢机退出。当托板至板坯边缘250mm处时，装钢机停止平移，改为上升。此时板坯测宽，如果不符合就会触发报警。如果符合标准，装钢机就按计算的行程前进到位。然后装钢机返回，当托杆退出时，炉门关闭。装钢机回位，数据归零。
4结语
近年来出现的步进式加热炉是一种新型的炉子，得到了广泛使用。对于其自动化控制水平的高低对生产效率和产品的质量起决定性的作用。不仅可以节省人力成本，大大提高生产效率，又可以减少出错率，提高生产精度，产出质量标准更高的产品。本文结合步进式加热炉运行的特点，以简单及实用为指导思想，结合生产过程中的实际情况，设计控制算法和过程，实现步进式加热炉的自动化控制，给出了生产过程中几步关键过程的自动控制实现过程，包括过程控制（温度、燃气量）及电气逻辑控制系统（装钢机运行）的控制方法，达到了加热炉生产的高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，有非常重要的实际意义。
参考文献
[1]张文学.现代化步进式加热炉的发展[J].工业炉，1995.
[2]柴天佑，王中杰，王伟.加热炉控制技术的回顾与展望.冶金自动化[J].1998.
[3]戎宗义.国内外加热炉和热处理炉的现状和节能技术[J].特殊钢，1999.
[4]武文斐，陈伟鹏，刘中强.冶金加热炉设计与实例[M].北京：化学工业出版社，2008.
[关键词]加热炉；控制系统；PLC
中图分类号：TP981 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0045-01
1步进式加热炉概述
中板线轧机对于高产量有很高的要求，这就导致了生产技术标准的不断严苛，才能保证生产的高效率性和低出错率。例如在对方坯进行处理的过程中，加热不均将严重影响生产出来产品的质量，甚至导致废品的产生。本文重点介绍的其中步进式加热炉具有以下特点：1）能耗低。2）产量提高以上。3）现代步进加热炉生产自动化水平比原加热炉的控制系统高很多，通过PLC技术进行控制。
2步进式加热炉控制系统的实现
2.1 PCL控制概述
本文介绍的步进式加热炉，选取西门子PLCS7-400。系统功能的完全实现，前提是解决软硬件两方面的问题，即如何利用软硬件的配合形成完整的算法方案。下位机控制软件和上位机监控软件共同组成加热炉基础自动化控制系统软件，其中上位机监控软件采用西门子公司的组态软件WinCC，下位机软件采用西门子公司的编程软件Step7。电气控制的主要过程是，先根据输入开关信号进行逻辑运算，随后令向下发出逻辑控制指令，控制继电器，再去控制交流接触器等电气设备。
3控制系统分析
整个自动控制系统可以分为两个重要的部分，必须对生产流程中的各个技术数据进行控制，即控制生产过程；又要对生产设备的正常运行进行控制，就是电气化控制。本文所述步进式加热炉生产过程的控制技术包括炉温，煤气量及压力。而电气化实现了生产设备如装钢出钢，
步进梁运动等方面的控制过程。下面针对温度和煤气流量等生产过程，以及设备运行中的装钢机运动，对控制系統进行研究。
3.1炉温控制
热炉分均热段、加热一段和加热二段总共三个阶段，实现温度控制的自动化。对于这三个阶段，温度控制自动化，使用相同的方法对各个阶段进行控制，但各个过程并不互相影响，使用双环串联回路，双环分别控制温度和燃气量，其中温度控制为主，燃气量为副。炉温控制选取一定点的温度作为基准，顶部温度一般较炉壁要高，常常被选定为控制点。双环串联回路需要至少两台控制器，用串联的方式连接。本文根据双环串联控制系统的特性，选择温度燃气量双环串联控制，对炉内温度进行自动控制。并利用副环回路来消减扰动对炉膛温度的影响。同时，为了克服加热炉炉温过程的较大的容量滞后以及非线性等问题，选择利用串级控制系统，改善被控过程动态特性。
3.2流量控制
只有进入炉膛的煤气量和空气量在一个合理的配比范围，其燃烧才会完全合理，才能保证其经济性。燃气空气流量双闭环比值控制。这是一种非常方便易行的方法，可以有效地解决合理分配燃气空气比的方法。
3.3装钢机运动方式的自动控制
装钢机工作时的运动自动控制过程不仅要保证精确地运动，还需要和炉门的运动相配合。相比于以前的手动控制，自动控制的优势不言而喻，不仅节省了人力成本，避免了人为因素可能造成的出错，同时提高了控制精度，也提高了控制效率。自动控制的装钢基本运动包括向前和向后，上升和下降。自动运行过程的程序是为炉前定位到装钢行程计算，当自动运行开始时，加热炉自动打开。此时装钢机推送坯板送入加热炉。根据计算的恰当位置，运送到位，装钢机退出。当托板至板坯边缘250mm处时，装钢机停止平移，改为上升。此时板坯测宽，如果不符合就会触发报警。如果符合标准，装钢机就按计算的行程前进到位。然后装钢机返回，当托杆退出时，炉门关闭。装钢机回位，数据归零。
4结语
近年来出现的步进式加热炉是一种新型的炉子，得到了广泛使用。对于其自动化控制水平的高低对生产效率和产品的质量起决定性的作用。不仅可以节省人力成本，大大提高生产效率，又可以减少出错率，提高生产精度，产出质量标准更高的产品。本文结合步进式加热炉运行的特点，以简单及实用为指导思想，结合生产过程中的实际情况，设计控制算法和过程，实现步进式加热炉的自动化控制，给出了生产过程中几步关键过程的自动控制实现过程，包括过程控制（温度、燃气量）及电气逻辑控制系统（装钢机运行）的控制方法，达到了加热炉生产的高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，有非常重要的实际意义。
参考文献
[1]张文学.现代化步进式加热炉的发展[J].工业炉，1995.
[2]柴天佑，王中杰，王伟.加热炉控制技术的回顾与展望.冶金自动化[J].1998.
[3]戎宗义.国内外加热炉和热处理炉的现状和节能技术[J].特殊钢，1999.
[4]武文斐，陈伟鹏，刘中强.冶金加热炉设计与实例[M].北京：化学工业出版社，2008.