本實用新型屬于冶金技術領域，具體的說是一種羰基鐵熱解爐溫度控制柜。

背景技術：

納米級羰基鐵粉主要是采用電熱分解工藝生產的，廣泛應用于軍事、工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥和食品領域。羰基鐵粉熱解過程對工藝和設備的要求非常苛刻,在熱解過程中溫度的變化直接影響羰基鐵的質量。目前，集散控制系統(tǒng)(DCS)已經普遍應用在羰基鐵生產領域，但在羰基鐵熱解階段DCS主要體現在熱解爐溫度記錄，而關鍵的溫度控制仍需人工手動進行PID設定，工作量大、工作強度高，有進一步改進的和優(yōu)化的必要。

技術實現要素：

本實用新型針對羰基鐵生產企業(yè)現存的羰基鐵熱解過程中存在的自動化水平低、人為因素過多，工作量大、工作強度高等問題，提供一種不改造羰基鐵熱解爐的前提下，能夠直接接入廠家DCS系統(tǒng)的羰基鐵熱解爐溫度控制柜及其控制方法，該羰基鐵溫度控制柜能夠直接實現對羰基鐵熱解爐進行溫度控制，也可以使用RJ45或RS-485等電氣接口接入現有廠家DCS中，控制柜能夠自動調節(jié)羰基鐵熱解爐溫度，自動調節(jié)熱解爐溫度報警閾值，減少人為因素，避免溫度報警產生誤報、漏報等問題，減少控制誤差和人工勞動量。

本實用新型技術方案結合附圖說明如下：

一種羰基鐵熱解爐溫度控制柜，該溫度控制柜包括電氣設備和監(jiān)控設備，其中所述的電氣設備包括空氣開關、接觸器、可控硅調功器14；所述的空氣開關與接觸器連接；所述的接觸器與可控硅調功器14連接；所述的可控硅調功器14與羰基鐵熱解爐加熱裝置連接；所述的監(jiān)控設備包括工業(yè)平板電腦17、多功能網絡電力儀表、數字溫控器18、電流互感器和電壓互感器；所述的工業(yè)平板電腦、功能網絡電力儀表和數字溫控器18通過現場總線RS—485相連；所述的電流互感器與電壓互感器均與多功能網絡電力儀表電連；所述的可控硅調功器14與數字溫控器18和羰基鐵熱解爐中的羰基鐵熱解爐加熱設備電連；所述的數字溫控器18還與羰基鐵熱解爐中的羰基鐵熱解爐溫度傳感器電連。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型利用現有羰基鐵生產過程中DCS集散控制系統(tǒng)已有的溫度傳感器和溫度控制器，無需對羰基鐵熱解爐進行任何改動。

2、本實用新型羰基鐵熱解爐溫度控制柜能夠單獨使用，也可以通過RJ45或RS-485通信接口接入廠家DCS系統(tǒng)中，使用簡單方便，無需對廠家原有系統(tǒng)做較大改動。

3、本實用新型通過多種羰基鐵熱解過程溫度控制方法，廠家可根據需要使用任意一種。

4、本實用新型羰基鐵熱解爐溫度控制柜能夠根據熱解爐所生產羰基鐵粒度等級不同自動調節(jié)熱解爐溫度報警閾值，解決傳統(tǒng)單一閾值設定容易產生誤報、漏報等問題，提高控制柜的可靠性。

5、本實用新型支持廠家根據生產技術要求自己編寫控制律控制羰基鐵熱解爐溫度。

6、本實用新型能夠監(jiān)測電能質量并預留多種接口，可以將電能質量加入羰基鐵熱解爐溫度控制律中，并且方便電氣柜升級改造。

附圖說明

圖1羰基鐵熱解爐的結構示意圖；

圖2為一路熱解爐溫度控制電氣圖；

圖3羰基鐵熱解爐溫度控制柜控制面板圖；

圖4羰基鐵熱解爐溫度控制柜結構框圖；

圖5羰基鐵熱解爐溫度控制柜信號傳輸圖。

具體實施方式

參閱圖1，本實用新型的實施對象為羰基鐵熱解爐1，羰基鐵熱解所需五羰基鐵由第一入口2進入熱解爐1，羰基鐵熱解所需氨氣由第二入口3進入熱解爐1，熱解爐1生成的羰基鐵粉進入羰基鐵粉貯罐4；冷卻羰基鐵熱解爐1所生產羰基鐵粉的冷卻水由冷卻水出口5流出，羰基鐵熱解爐1的四段溫區(qū)分別為第一、二、三、四段溫區(qū)6、7、8、9，四段溫區(qū)的溫度由四個即熱裝置即加熱第一、二、三、四裝置10、11、12、13來控制。

一種羰基鐵熱解爐溫度控制柜，該溫度控制柜包括電氣設備和監(jiān)控設備，其中所述的電氣設備包括空氣開關、接觸器和可控硅調功器14；所述的空氣開關與接觸器連接；所述的接觸器與和可控硅調功器14連接；所述的可控硅調功器14與羰基鐵熱解爐加熱裝置連接；所述的監(jiān)控設備包括工業(yè)平板電腦17、兩個多功能網絡電力儀表、數字溫控器18、電流互感器和電壓互感器；所述的工業(yè)平板電腦、兩個功能網絡電力儀表和數字溫控器通過現場總線RS—485相連；所述的電流互感器和電壓互感器分別與第一、二多功能網絡電力儀表電連；所述的可控硅調功器14與數字溫控器18和羰基鐵熱解爐中的羰基鐵熱解爐加熱設備電連。

所述的電流互感器監(jiān)測電氣柜當前電流值，所測電流值由多功能網絡電力儀表記錄、顯示；電壓互感器監(jiān)測電器柜當前電壓值，所測電壓值由多功能網絡電力儀表記錄、顯示；數字溫控器18連接羰基鐵熱解爐現有溫度傳感器，顯示、記錄熱解爐爐內溫度；工業(yè)平板電腦17能夠設定羰基鐵熱解爐控制溫度、控制律、溫度上限報警、溫度下限報警、電壓上限報警、電壓下限報警；讀取歷史溫度信息、電壓信息、電流信息、報警信息；顯示當前熱解爐運行狀態(tài)，包括溫度狀態(tài)、電壓狀態(tài)、電流狀態(tài)、當前故障，直觀了解熱解爐運行信息，提高羰基鐵制備的自動化水平，降低勞動強度。所述的可控硅調功器14用來調節(jié)熱解爐加熱功率控制爐內溫度；所述的數字溫控器18還與羰基鐵熱解爐中的羰基鐵熱解爐溫度傳感器電連，顯示、記錄熱解爐爐內溫度。

上述一種羰基鐵熱解爐溫度控制柜，其中，所述多功能網絡電力儀表能夠測量電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率，支持RS-485通信接口和Modbus通信協議。

參閱圖2，針對本實施對象，每套測溫裝置和加熱裝置需分別使用一組數字溫控器和可控硅調功器。以一路電氣圖為例，啟動本羰基鐵熱解爐溫度控制柜需先閉合空氣開關，當羰基鐵溫度控制柜空氣開關QF閉合，此時繼電器斷開，繼電器KM常開觸點斷開，常閉觸點閉合，停止指示燈亮；開始進行羰基鐵熱解時按下啟動按鈕，此時繼電器KM閉合，繼電器常開觸點閉合，常閉觸點斷開，啟動指示燈亮，停止指示燈熄滅，可控硅調功器14根據數字溫控器傳來的信號調節(jié)羰基鐵熱解爐加熱裝置10輸出功率；羰基鐵熱解結束時，按下停止按鈕，此時繼電器KM斷開，繼電器KM常開觸點斷開，常閉觸點閉合，啟動指示燈熄滅，停止指示燈亮，可控硅調功器14停止工作，其中熔斷器FU保護線路，熱繼電器FR防加熱裝置10輸出功率過高。

參閱圖3，本實施例設計羰基鐵熱解爐溫度控制柜控制面板圖，第一多功能網絡電力儀表15顯示電氣柜實時電壓，第二多功能網絡電力儀表16顯示實時電流，工業(yè)平板電腦17，為本實用新型羰基鐵熱解爐溫度控制柜人機交互設備，可以在此設定羰基鐵熱解爐控制溫度、控制律、溫度上限報警、溫度下限報警、電壓上限報警、電壓下限報警；設定四塊數字溫控器18中任意一塊工作模式；讀取歷史溫度信息、電壓信息、電流信息、報警信息，四路溫控裝置的數字溫控器，分別顯示羰基鐵熱解爐四段區(qū)域當前溫度和設定溫度，圖中19為羰基鐵熱解爐溫度控制柜四路溫控裝置的起、停指示燈，圖中20為羰基鐵熱解爐溫度控制柜四路溫控裝置的起、停按鈕。

參閱圖4，本實施例羰基鐵熱解爐溫度控制柜結構框圖，控制柜包括電氣設備和監(jiān)控設備，其中所述的電氣設備包括空氣開關、電流互感器、電壓互感器、接觸器、可控硅調功器；所述的監(jiān)控設備包括工業(yè)平板電腦、兩個多功能網絡電力儀表和數字溫控器；所述的空氣開關依次與電流互感器、電壓互感器、接觸器、可控硅調功器電連；所述的工業(yè)平板電腦、兩個功能網絡電力儀表和數字溫控器通過現場總線RS—485相連；所述的電流互感器和電壓互感器分別與第一、二多功能網絡電力儀表電連；所述的可控硅調功器與數字溫控器和羰基鐵熱解爐中的羰基鐵熱解爐加熱設備電連；所述的數字溫控器還與羰基鐵熱解爐中的羰基鐵熱解爐溫度傳感器電連。

本實用新型所述的羰基鐵熱解爐溫度控制柜的控制方法具體步驟如下：

步驟一、初始化羰基鐵熱解爐溫度控制柜；

閉合空氣開關給控制柜供電，此時第一、二多功能網絡電力儀表15、16、工業(yè)平板電腦17、四塊數字溫控器18上電；第一、二多功能網絡電力儀表15、16實時顯示溫度控制柜的電流、電壓信息，四塊數字溫控器18分別實時顯示羰基鐵熱解爐四段溫區(qū)即第一、二、三、四段溫區(qū)6、7、8、9的溫度；

步驟二、設定羰基鐵熱解爐溫度控制柜控制律；

初始化完成后，在工業(yè)平板電腦17中進入羰基鐵熱解爐溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中實時顯示控制柜電流、電壓信息，顯示羰基鐵熱解爐四段溫區(qū)即第一、二、三、四段溫區(qū)6、7、8、9的溫度，在工業(yè)平板電腦17中設定生產羰基鐵粒度等級，設定第一、二、三、四段溫區(qū)6、7、8、9的加熱溫度，控制柜自動調整溫度報警閾值；選擇數字溫控器18工作模式；

步驟三、控制羰基鐵熱解爐；

羰基鐵熱解爐溫度控制柜控制律設定完成后，啟動加熱裝置開關，控制柜按照步驟二所設定控制控制羰基鐵熱解爐的生產運行，此時四塊數字溫控器18根據步驟二中設定的工作模式及加熱溫度，分別向四個可控硅調功器14發(fā)出控制信號，四個可控硅調功器14根據各自所接收控制信號調整輸出功率，分別調整羰基鐵熱解爐四個加熱裝置即第一、二、三、四加熱裝置10、11、12、13的功率，調節(jié)熱解爐第一、二、三、四段溫區(qū)6、7、8、9的溫度，從而實現控制羰基鐵熱解爐溫度。

參閱圖5，其信號傳遞過程如下：多功能網絡電力儀表15通過電壓互感器采集羰基鐵熱解爐溫度控制柜母線電壓信號，第二多功能網絡電力儀表16通過電流互感器采集羰基鐵熱解爐溫度控制柜母線電流信號，14為四塊數字溫控器分別通過熱解爐自帶4個溫度傳感器采集熱解爐四段溫度信號，兩塊多功能網絡電力儀表、四塊數字溫控器同工業(yè)平板電腦之間使用工業(yè)現場總線RS-485進行通信，通信協議為Modbus，其中工業(yè)平板電腦為主站，數字溫控器根據工作模式及采集的溫度數據向可控硅調功器發(fā)送控制信號，調節(jié)可控硅輸出功率。

本實施例使用數字溫控器為島電公司的SRS10A，有3種控制本實施例中可控硅調功器輸出模式，方法一設定溫度，人工設定PID參數，比例Kp、積分Ki、微分Kd的值控制可控硅功率輸出；該方法為廠家現有生產模式，整個過程完全需要操作人員根據羰基鐵熱解爐實時工況進行調整；第二種，設定溫度，由數字溫控器自帶自整定PID算法自動調節(jié)PID參數比例Kp、積分Ki、微分Kd的值控制可控硅功率輸出，該方法無需人工值守，生產過程中工況變化完全由控制柜自己調整PID參數；第三種，設定溫度，使用自己設計的控制律調節(jié)PID算法自動調節(jié)PID參數比例Kp、積分Ki、微分Kd的值控制可控硅功率輸出，該方法使用針對廠家需求，完全符合其生產工藝的控制律調節(jié)PID參數，生產過程中無需人為干預。

本實施例使用工業(yè)平板電腦設定羰基鐵熱解爐的溫度報警上線和溫度報警下限，其報警閾值可以人為通過工業(yè)平板電腦手動設定，也可以根據熱解爐所生產羰基鐵粉粒度等級不同調整其溫度報警閾值容忍度，以本實時例生產粒度為100nm的羰基鐵粉為對象，熱解爐1一段溫度6運行溫度為255℃，二段溫度7運行溫度為280℃，三段溫度8運行溫度290℃，四段溫度9運行溫度310°C，通過設定生產羰基鐵粉粒度為100nm，控制柜自動調節(jié)溫度報警閾值，一段溫度6溫度報警上線256℃，報警下線254℃，二段溫度報警7報警上線281°C，報警下線279℃，三段溫度報警8報警上線291℃，報警下線289℃，二段溫度報警9報警上線311℃，報警下線309℃。

本實施例使用工業(yè)平板電腦具有RS-485、RJ45、USB等多種通信接口，可以使用工業(yè)平板電腦直接控制數字溫控器，設定PID參數、工作模式；能夠在工業(yè)平板電腦上編寫羰基鐵熱解爐控制律，使用編寫的控制律調節(jié)數字溫控器PID參數，從而控制可控硅調功器功率輸出。

本實用新型既能單獨使用直接對羰基鐵熱解爐進行溫度控制，也可以通過工業(yè)平板電腦的RS-485、RJ45接入廠家DCS系統(tǒng)進行羰基鐵熱解爐溫度控制。

綜上所述，本實用新型利用羰基鐵生產廠家羰基鐵熱解爐現有的溫度傳感器和加熱裝置，使用工業(yè)平板電腦、多功能網絡電力儀表、數字溫控器、可控硅調功器設計了一種羰基鐵熱解爐溫度控制柜。本實用新型無需對原有生產線進行大的改動，能夠提高羰基鐵熱解的自動化水平，對實現羰基鐵熱解優(yōu)化控制提供支持。