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摘 要：在汽车生产车间，通过引入德国DURR进口焚烧炉系统，焚烧温度650～750℃，满足车身涂料烘烤的工艺需求的同时，也满足环保废气浓度排放要求。本文在DURR焚烧炉系统现场介绍分析和应用基础上，解读系统控制过程时序，对于如何加强焚烧炉系统定检保全进一步提升控制稳定性给出一些建议。
关键词：TAR;控制时序;程控器;金属切断阀;比调阀;点火电极;UV压差
1 引言
1.1 DURR焚烧炉燃烧原理介绍
在车身油漆烘干和固化过程中，烘炉内的空气中含有溶剂蒸汽和裂化产品，通过引入德国DURR进口焚烧炉系统，简称TAR系统，采用废气风机抽出烘炉内空气的部分气流，以天燃气为附加燃料，在焚烧炉膛内焚烧，燃烧温度为650～750℃，一方面焚烧炉燃烧后流出的高温净化空气（洁净气体）用于加热烘炉，满足车身烘烤工艺温度需求，另一方面废气中所含的大部分污染物在焚烧炉高温反应温度下，被氧化成二氧化碳和水，废气浓度远远低于允许的极限值，并最终从屋顶排放至大气中，气体经过烘炉换热后只含有少量的剩余能量，能源同时也得到最大程度利用见图1。
1.2 DURR焚烧控制系统结构
DURR焚烧炉系统，为完整性德国全进口系统设备，主体分为炉膛WR506部分和阀组WR706部分，通过PLC集控、燃烧器程控器专控的方式，与烘炉后级系统采用信号交互的模式，实现燃烧及温度控制过程。
2 DURR 焚烧炉系统控制时序应用
2.1 焚烧炉炉膛控制结构
炉膛控制部分，简称WR506，负责与炉膛燃烧相关组件的控制，包括废气风机、炉膛及换热器、焚烧炉出口组件及旁通阀、出口温度、尾部压差及压差电磁阀、以及烘炉后及烟管等。
2.2 燃烧器阀组控制结构
燃烧器阀组控制部分，简称WT706，负责与燃烧器温度系统相关组件控制，包括燃气供给、Y过滤器、调压器、放散装置、最小最大压力检测、金属切断阀及内漏检测组件、燃气比调阀及执行器组件、节能磁化装置、点火电极、UV检测、燃气分配盘、旋转导风装置、炉膛温度、炉膛超温、燃气泄露检测等燃烧组件，见图4。
3 TAR焚烧系统控制时序
3.1 来自烘炉后级控制系统的信号交换
TAR系统与烘炉采用硬接点信号交换，分数字量及模拟量信号，信号稳定性高。当烘炉后级控制系统给出允许启动保持信号后，TAR系统自检通过后启动废气风机，运行至设定的参数频率后，PLC系统准备就绪，输出允许燃烧启动指令。
3.2 TAR系统准备就绪条件
焚烧炉系统就绪条件，即安全链OK信号，包括燃气高、低压开关、压缩空气压力开关、比调阀点火位（约40°位置）、炉膛T25超温、燃烧器故障、程控器故障、尾部压差故障、切断阀内漏检测等信号正常。
3.3 TAR燃烧系统点火时序
安全链信号正常后，TAR系统PLC给出燃烧启动信号，焚烧系统进入点火前吹扫过程，由吹扫定时器控制（范围0-3min），本系统使用3min。
同时程控器进入自检程序，应用过程中，经常出现因尾部压差开关信号状态异常而无法通过自检，程控器不允许的情况，见图5、图6。
程控器自检通过就绪，3min吹扫结束后，程控器开始进入自带的调试时序逻辑，包括切断阀气密性检测，程控器面板指针依次如下图示前进运行，见图7、图8：
首先，程控器启动运行，6端子输出，尾部压差电磁阀接通保持，4S内压差信号异常，指针停留“P”位置，现场应用中经常发生尾部压差电磁阀及压差开关异常导致故障的情况。接着，程控器继续运行，至“1”位置前6S，点火电极产生火花（持续6S），3S后燃气金属切断阀打开，开始点火，同时UV开始检测火焰信号，本系统UV检测火焰后，持续输出DC35-50μA的脉冲电流信号给程控器22、23端子，且燃烧过程中也需要持续检测。点火成功，燃烧器燃烧，程控器运行至“2”位置，燃烧器输出运行信号，TAR系统通过信号交互给到烘炉后级系统PLC，表示TAR系统运行中。最后，程控器运行至初始位置，整个点火燃烧过程结束，同时TAR根据温度设置，一般650-750℃，通过PLC系统输出“开、关、停”三点位对执行器控制，驱动比调阀开度调节，达到炉膛温度工艺控制的需求。焚烧炉出口设旁通阀，当烘炉最终的后级温度不足时，100%打开，快速升温，反之关闭，对废气风机抽回的风量进行预热，提升燃烧效率。
当生产结束，需要停止焚烧炉及整个烘炉设备，此时烘炉后级控制系统PLC给出停止信号，TAR系统关闭燃气阀组系统，停火，但废气风机继续运行，当烘炉后级系统满足顺序停机要求，给出允许停废气风机信号，TAR系统根据自身的风机停止条件，如本系统的炉膛温度小于230℃的条件，風机顺序停机，整个TAR系统回归初始状态，等待下一次运行需求。
3.4 焚烧系统常见控制时序问题及分析
3.4.1 废气风机未运行
TAR废气风机运行是系统的基本前提，风机未运行，在本身系统正常的情况下，现场应用中常见的是烘炉后级控制系统未给出系统启动信号，需要对应处置，满足交换信号需求即可。
3.4.2 程控器未运行
TAR系统正常，废气风机正常运行，吹扫结束后，程控器未自检通过，未运行，现场应用中常见的情况是，尾部压差开关信号异常，即NC、NO触点信号初始状态异常，需要对应处置或更换。
3.4.3 程控器开始启动运行，控制电源调整
吹扫结束后，程控器自检通过，自启动运行开始，控制电源即刻跳闸，现场应用分析发现基本是尾部压差电磁阀短路导致，需要对应处置或更换。
3.4.4 程控器面板故障及对应分析
运行至“P”位置故障，为尾部压差开关信号故障导致;运行至“1”位置故障，分三种情况，一是点火电极故障没有火花，可通过观察孔确认，二是燃气未接通或未满足气量需求，通过比调后的燃气压力表确认，常规保持5-15KPa即为正常范围，三是UV检测信号异常，可通过观察孔确认，当有火焰，持续不过3S，或过程中火焰无明显变化却熄火的，基本就是UV火焰检测信号异常导致，常见有观察孔脏污、UV硬件损坏2类，需要对应处置或更换。
3.5 定检保全及控制稳定建议
（1）尾部压差电磁阀及压差开关，建议每3月进行铜管气路的定检疏通保全。
（2）燃气Y过滤器，为确保燃气的质量，建议每6月进行过滤器的清扫或视脏污情况更换。
（3）点火电极，为确保火弧质量及位置，建议每6月进行积碳清理及安装位置标识确认。
（4）炉膛燃气分配盘，为确保积碳或堵塞，建议每年进行积碳清理及堵塞清理。
（5）UV检测器，为确保硬件及信号可靠性，建议10000h定期更换，同时建议串接需求的直流μA表，量化UV脉冲检测信号，进一步提升监测的有效性。
（6）另外，在安全互联的条件下，通过“中间继电器”完成尾部压差电磁阀及压差开关故障异常应急预案，提高系统的快速响应能力，最小化影响现场生产。
4 结论
综上所述，在汽车生产车间， 德国全进口DURR焚烧炉，国内共有的“弱项”属性，本文通过应用的基础上，解读其系统控制时序，并对系统运行过程常见问题进行分析，给出提升其控制时序稳定性的一些建议。不断提升对德国DURR进口焚烧炉系统的技术和管理水平，做到行业知识经验共享，共同为汽车行业创造更大的价值。
参考文献：
[1]徐丽斌.TNV技术的特点分析及系统设计[D].机械工业第九设计研究院2018.
[2]曾光龙.焚烧炉的设计与改造[D].印制电路资讯2013.
[3]杜春雷.烘干炉温度控制系统的设计与研究[D].胜利油田钻井工程技术公司2014.
[4]李国林.PID控制器参数整定技术研究与优化设计[D].大连：大连理工大学硕士学位论文.2010.
[5]王锡春，宫金宝，蒋小平.车身涂装用烘干室的节能减排精益化设计[D].现代涂装 2015第18卷第5期.
关键词：TAR;控制时序;程控器;金属切断阀;比调阀;点火电极;UV压差
1 引言
1.1 DURR焚烧炉燃烧原理介绍
在车身油漆烘干和固化过程中，烘炉内的空气中含有溶剂蒸汽和裂化产品，通过引入德国DURR进口焚烧炉系统，简称TAR系统，采用废气风机抽出烘炉内空气的部分气流，以天燃气为附加燃料，在焚烧炉膛内焚烧，燃烧温度为650～750℃，一方面焚烧炉燃烧后流出的高温净化空气（洁净气体）用于加热烘炉，满足车身烘烤工艺温度需求，另一方面废气中所含的大部分污染物在焚烧炉高温反应温度下，被氧化成二氧化碳和水，废气浓度远远低于允许的极限值，并最终从屋顶排放至大气中，气体经过烘炉换热后只含有少量的剩余能量，能源同时也得到最大程度利用见图1。
1.2 DURR焚烧控制系统结构
DURR焚烧炉系统，为完整性德国全进口系统设备，主体分为炉膛WR506部分和阀组WR706部分，通过PLC集控、燃烧器程控器专控的方式，与烘炉后级系统采用信号交互的模式，实现燃烧及温度控制过程。
2 DURR 焚烧炉系统控制时序应用
2.1 焚烧炉炉膛控制结构
炉膛控制部分，简称WR506，负责与炉膛燃烧相关组件的控制，包括废气风机、炉膛及换热器、焚烧炉出口组件及旁通阀、出口温度、尾部压差及压差电磁阀、以及烘炉后及烟管等。
2.2 燃烧器阀组控制结构
燃烧器阀组控制部分，简称WT706，负责与燃烧器温度系统相关组件控制，包括燃气供给、Y过滤器、调压器、放散装置、最小最大压力检测、金属切断阀及内漏检测组件、燃气比调阀及执行器组件、节能磁化装置、点火电极、UV检测、燃气分配盘、旋转导风装置、炉膛温度、炉膛超温、燃气泄露检测等燃烧组件，见图4。
3 TAR焚烧系统控制时序
3.1 来自烘炉后级控制系统的信号交换
TAR系统与烘炉采用硬接点信号交换，分数字量及模拟量信号，信号稳定性高。当烘炉后级控制系统给出允许启动保持信号后，TAR系统自检通过后启动废气风机，运行至设定的参数频率后，PLC系统准备就绪，输出允许燃烧启动指令。
3.2 TAR系统准备就绪条件
焚烧炉系统就绪条件，即安全链OK信号，包括燃气高、低压开关、压缩空气压力开关、比调阀点火位（约40°位置）、炉膛T25超温、燃烧器故障、程控器故障、尾部压差故障、切断阀内漏检测等信号正常。
3.3 TAR燃烧系统点火时序
安全链信号正常后，TAR系统PLC给出燃烧启动信号，焚烧系统进入点火前吹扫过程，由吹扫定时器控制（范围0-3min），本系统使用3min。
同时程控器进入自检程序，应用过程中，经常出现因尾部压差开关信号状态异常而无法通过自检，程控器不允许的情况，见图5、图6。
程控器自检通过就绪，3min吹扫结束后，程控器开始进入自带的调试时序逻辑，包括切断阀气密性检测，程控器面板指针依次如下图示前进运行，见图7、图8：
首先，程控器启动运行，6端子输出，尾部压差电磁阀接通保持，4S内压差信号异常，指针停留“P”位置，现场应用中经常发生尾部压差电磁阀及压差开关异常导致故障的情况。接着，程控器继续运行，至“1”位置前6S，点火电极产生火花（持续6S），3S后燃气金属切断阀打开，开始点火，同时UV开始检测火焰信号，本系统UV检测火焰后，持续输出DC35-50μA的脉冲电流信号给程控器22、23端子，且燃烧过程中也需要持续检测。点火成功，燃烧器燃烧，程控器运行至“2”位置，燃烧器输出运行信号，TAR系统通过信号交互给到烘炉后级系统PLC，表示TAR系统运行中。最后，程控器运行至初始位置，整个点火燃烧过程结束，同时TAR根据温度设置，一般650-750℃，通过PLC系统输出“开、关、停”三点位对执行器控制，驱动比调阀开度调节，达到炉膛温度工艺控制的需求。焚烧炉出口设旁通阀，当烘炉最终的后级温度不足时，100%打开，快速升温，反之关闭，对废气风机抽回的风量进行预热，提升燃烧效率。
当生产结束，需要停止焚烧炉及整个烘炉设备，此时烘炉后级控制系统PLC给出停止信号，TAR系统关闭燃气阀组系统，停火，但废气风机继续运行，当烘炉后级系统满足顺序停机要求，给出允许停废气风机信号，TAR系统根据自身的风机停止条件，如本系统的炉膛温度小于230℃的条件，風机顺序停机，整个TAR系统回归初始状态，等待下一次运行需求。
3.4 焚烧系统常见控制时序问题及分析
3.4.1 废气风机未运行
TAR废气风机运行是系统的基本前提，风机未运行，在本身系统正常的情况下，现场应用中常见的是烘炉后级控制系统未给出系统启动信号，需要对应处置，满足交换信号需求即可。
3.4.2 程控器未运行
TAR系统正常，废气风机正常运行，吹扫结束后，程控器未自检通过，未运行，现场应用中常见的情况是，尾部压差开关信号异常，即NC、NO触点信号初始状态异常，需要对应处置或更换。
3.4.3 程控器开始启动运行，控制电源调整
吹扫结束后，程控器自检通过，自启动运行开始，控制电源即刻跳闸，现场应用分析发现基本是尾部压差电磁阀短路导致，需要对应处置或更换。
3.4.4 程控器面板故障及对应分析
运行至“P”位置故障，为尾部压差开关信号故障导致;运行至“1”位置故障，分三种情况，一是点火电极故障没有火花，可通过观察孔确认，二是燃气未接通或未满足气量需求，通过比调后的燃气压力表确认，常规保持5-15KPa即为正常范围，三是UV检测信号异常，可通过观察孔确认，当有火焰，持续不过3S，或过程中火焰无明显变化却熄火的，基本就是UV火焰检测信号异常导致，常见有观察孔脏污、UV硬件损坏2类，需要对应处置或更换。
3.5 定检保全及控制稳定建议
（1）尾部压差电磁阀及压差开关，建议每3月进行铜管气路的定检疏通保全。
（2）燃气Y过滤器，为确保燃气的质量，建议每6月进行过滤器的清扫或视脏污情况更换。
（3）点火电极，为确保火弧质量及位置，建议每6月进行积碳清理及安装位置标识确认。
（4）炉膛燃气分配盘，为确保积碳或堵塞，建议每年进行积碳清理及堵塞清理。
（5）UV检测器，为确保硬件及信号可靠性，建议10000h定期更换，同时建议串接需求的直流μA表，量化UV脉冲检测信号，进一步提升监测的有效性。
（6）另外，在安全互联的条件下，通过“中间继电器”完成尾部压差电磁阀及压差开关故障异常应急预案，提高系统的快速响应能力，最小化影响现场生产。
4 结论
综上所述，在汽车生产车间， 德国全进口DURR焚烧炉，国内共有的“弱项”属性，本文通过应用的基础上，解读其系统控制时序，并对系统运行过程常见问题进行分析，给出提升其控制时序稳定性的一些建议。不断提升对德国DURR进口焚烧炉系统的技术和管理水平，做到行业知识经验共享，共同为汽车行业创造更大的价值。
参考文献：
[1]徐丽斌.TNV技术的特点分析及系统设计[D].机械工业第九设计研究院2018.
[2]曾光龙.焚烧炉的设计与改造[D].印制电路资讯2013.
[3]杜春雷.烘干炉温度控制系统的设计与研究[D].胜利油田钻井工程技术公司2014.
[4]李国林.PID控制器参数整定技术研究与优化设计[D].大连：大连理工大学硕士学位论文.2010.
[5]王锡春，宫金宝，蒋小平.车身涂装用烘干室的节能减排精益化设计[D].现代涂装 2015第18卷第5期.