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绪 论
背景
工业窑炉的作用是将制品以一定的烧成曲线加热到适当温度,生产中最重要的是燃烧的过程。辊道窑中制品在许多滚动的辊棒上缓缓前进,在运动过程中先后经过预热、升温、烧成、冷却的过程。此过程中需要控制的对象有:炉内温度、炉内气压、含氧量、辊棒速度。由陶瓷工艺要求可知,烧成过程中不同阶段要有一定的不同温度和气氛变化,以保证肚体中期望的物理化学过程正常进行。这就是陶瓷的烧成制度。对窑炉的自动控制,首先要满足烧成制度的要求。自动控制水平的高低和设计制作工艺一样,可以体现一条辊道窑的先进程度。国产窑炉的自动控制发展,经过了上个世纪六七十年代的模拟仪表时期,八十年代后期的数字仪表时期,九十年代末辊道窑自动控制中开始应用模拟仪表和电子计算机配合的DCS系统。当前制造的新窑炉中最通用的控制方案是利用交流变频调速器和可编程控制器控制辊道传动速度,用智能数字仪表配合执行机构控制温度。现在 的 国 内窑炉控制系统可达到的技术性能指标包括:(1)自动检测窑炉内多点温度,并以数字显示,检测精度达到±1'C: (2)可以精确控制窑炉温度。对辊道窑窑炉通道控制精度在±0.50'C; (3)功能可灵活扩充,如控制窑内压力、油温、油压、风机开停等等;(4)性能可靠,质量稳定。系统平均无故障时间可达20万小时,运行寿命20年;(5)界面友好,可以定制烧成曲线,进行 “手动/自动”切换,故障报警显示直观,处理方便。
意义
随着经济的高速发展,人们对建筑陶瓷的需求曰益增加及对产品质量、品种等的要求越来越高,其生产过程和工艺过程逐渐复杂。目前,陶瓷制品的生产过程一般由制粉料或成型烧成两大部分组成,而成型烧成生产线对产品的品种规格、尺寸、颜色的质量起着非常关键的作用。粉料山压机压制经过输送进入烘干窑烘干水分,然后经过施釉线进行施釉和色彩处理进入辊道窑,在辊道窑内根据工艺配方的要求按制定的烧成曲线烧制需要的产品,由于整个生产线是由许多相同的设备组成,各个环节的故障和变化将影响整个生产线的工况,且由于原材料及产品规格和品种的变化也须对生产线进行相应变化,因而使得整个生产过程是多变的。因此,对陶瓷生产技术与装备进行研究,以便能快速、高质高产、低能耗地生产多规格和多品种的陶瓷产品。 (转载自科教范文网http://fw.nseac.com)
陶瓷生产线控制系统现状
中国的制陶工艺可以追溯到一万年以前,在经历了陶—印纹硬陶—原始瓷的漫长历程后,才终于发明了瓷。之后,随着经贸活动和文化交流的扩大,中国的制瓷技术流传到世界各国。陶瓷工业从20世纪50年代末至70年代初,随着燃油结构的改变,即由燃煤、重油等转向使用天然气、液化石油气和轻油等,实现了窑炉热工技术的三大突破:(1)高速调温烧(喷)嘴的发明和使用;(2)新型、高级耐火材料和隔热材料的广泛使用;(3)精密完善的自动控制系统的采用。在这三大技术突破的基础上,产生并发展了以推板窑、轨道窑为连续式作业窑炉代表,以梭式窑(抽屉窑)、高帽窑(钟罩窑)为间歇式作业窑炉代表的全新一代窑炉。它们的经济技术指标比原有窑炉高得多,从而使窑炉由传统的土木砖石“构筑物”变成了机电一体化、有较高技术含量的“烧成机器”。与国外相比,中国的陶瓷工业多年来一直使用原来的工艺设备,消耗大,产出少,废品多,污染大,经济效益差.自80年代后,我国陆续引进了一批先进的陶瓷设备,同时也引进了相关的热工技术,对于陶瓷工业及窑炉的要求,由“高产、优质、低消耗”逐渐转向追求“优质、低耗、灵活、无污染、轻体力".
对陶瓷行业来说,提高控制水平可以降低成本,保证质量,从而提高经济效益。在整个生产过程中窑炉耗能占了60%~70%,对陶瓷窑炉的燃烧控制进行优化可以带来可观的经济效益。对现有窑炉燃烧控制系统进行了仔细研究。得出的结论是:现有控制系统可以完成生产需求,但在能源耗费、生产监测方面有改进余地。成新的控制系统,在稳定生产,保证质量的前提下,控制窑内气压和气氛,节约风机用电,节约燃烧用油量,减少关键点温度波动。使产品质量稳定度、操作人员负担、能源耗费方面比以前有明显进步口在研究过陶瓷窑炉特性和生产工艺要求之后,确定了利用CAN技术搭建现场总线,构成计算机控制系统:通过试验和整定,将控制系统实现。
方案论证