基于Rockwell PLC的加热炉控制系统设计(4)
1.2.3. 我国加热炉控制的发展趋势
热炉加热是一个典型的复杂工业过程控制系统，它具有复杂系统的诸多特征。如：建模困难、干扰严重、多变量、时变、非线性、耦合大惯性兼滞后等特点。因此加热炉一直是工业自动化研究的主要课题。
通常冶金加热炉燃料采用气体燃料。气体燃料即各种煤气和天然气。在各种燃料中，气体燃料的燃烧最容易控制，燃烧效率也最高，是最受欢迎的一种燃料。任何一种气体燃料的燃烧，都要经历三个阶段：即燃料与空气的混合、混合气体的活化和混合气体的燃烧。所以，如何解决这三个问题也是加热炉工艺的一个重要环节。
加热炉传统的控制方法是控制炉温，由调节器和执行器自动调节，再配以空燃比，烟道残氧量以及燃料流量与助燃空气流量的交叉限幅控制等辅助控制方法以提高热效率。但一般人工设定炉温余量偏大，在生产工况波动的情况下，容易造成过度烧损，从而降低了加热质量，反而导致产品成材率下降，能耗增加。提高加热炉控制方法及起效率的同时，也应注意关心加热炉的保护工作，如何合理，安全操作，或者设计专门的保护系统也是非常有必要的。
加热炉联锁保护系统由多个部分组成，包括温度调节器、压力调节器、火焰检测器、流量变送器以及低选器等等。若加热炉内的燃料管道压力比规定的压力大时，加热炉无法进行正常的压力调节工作，压力调节系统此时会选择低选器来进行相关的操作，这样很容易引起加热炉出口温度的变动，影响加热炉的整体质量。因此，必须保证压力调节系统科学、有效的运行，避免燃料管道压力过高，防止脱火事故的发生。只有管道压力符合标准时，温度调节系统才会使用低选器进行正常的操作工作，金属燃料出口温度才得以恢复正常。金属燃料在进入加热炉时的流量低于标准时，加热炉联锁保护系统就会出现双位信号，以便控制加热炉的电磁阀，取消加热炉里的燃料气供给量，这样可以避免回火事故的发生。
当前，我国的节能技术日益发展，在节约能源方面的贡献也是越来越大。加热炉就是在这样的背景下，不断完善其节能控制系统。加热炉节能控制系统的完善主要根据燃烧过程的数学模型来寻找最优秀的燃烧过程计算机控制方案。目前，我国大部分冶金企业已经实现这一方案，比如，有些冶金企业在生产过程中依据燃烧过程数学模型来构建微机控制系统，有些冶金企业充分运用高科技完成约束控制，确保加热炉安全、有效地进行。越来越多的冶金企业开始追求燃烧模型的工作方案，将高科技引入到加热炉的运用中，加热箱式炉设备的控制方案也在不断地完善。
加热炉是工业生产部门不可缺少的设备之一，它影响着我国工业部门节能工程的实施。因此，有必要研究最佳的加热炉设备控制方案，实行加热炉设备的最佳燃烧控制。加快我国工业部门节能工程的进展，实现经济与资源、环境的可持续发展。相比较而言，国外已经率先完成了这些方面的工作，因此国外的专家又进行更深入的研究。
在国外，多数加热炉控制系统己经采用了高智能型的专家系统，模糊控制或两者相结合的控制系统。如美国的Bethlehem公司利用模糊控制和专家系统相结合的控制系统对加热炉进行控制。而我国大部分企业的加热炉控制系统仍是早期的DCS控制系统或PLC控制系统，有的还没有达到这个控制水平，因而为了参加国际竞争，赢得产品盛誉，就必须对加热炉控制系统进行换代或改造。对加热炉控制系统的改造。
现在，国际上对模糊控制已经基本掌握，技术已趋于成熟，解决了诸如高温控制通过火焰颜色判定或其他方式进行智能控制。我国还有很长的路要走。