瀝青罐自動加熱控制概述

王永剛

摘 要：瀝青攪拌站原材料瀝青的加熱有各種方法，其中導(dǎo)熱油加熱瀝青是采用導(dǎo)熱油作為載熱體的加熱方法，是有機載熱體加熱的一種形式，近年來在我國得到普遍推廣應(yīng)用。導(dǎo)熱油是一種導(dǎo)熱性能良好的化學(xué)物質(zhì)，在一種專用加熱爐內(nèi)加熱導(dǎo)熱油，然后用油泵將熱導(dǎo)熱油輸送到待加熱瀝青罐內(nèi)，通過熱傳導(dǎo)進行熱交換加熱瀝青。經(jīng)過熱交換后的導(dǎo)熱油再輸送回到加熱爐內(nèi)加熱再輸出去，成為—個封閉的加熱、放熱循環(huán)系統(tǒng)。導(dǎo)熱油加熱瀝青的方法與其他加熱瀝青的方法相比，全系統(tǒng)在常壓下工作，設(shè)備不受壓，運行安全可靠，工藝流程簡單方便，生產(chǎn)效率高，加熱成本低，勞動強度低，環(huán)境污染小，瀝青受熱均勻，不會損壞瀝青的原有性能。因此，導(dǎo)熱油加熱是一項先進的加熱技術(shù)，在我國得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動 加熱 系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0103-01

ひ沼胂低匙槌？采用導(dǎo)熱油加熱，導(dǎo)熱油為閉路循環(huán)。加熱裝置為導(dǎo)熱油爐，一般采用燃柴油爐，主要工藝流程見圖1。

瀝青導(dǎo)熱油加溫系統(tǒng)的工作原理是：傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油在一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)中，從燃燒器吸收柴油燃燒時釋放的熱量，使溫度升高，高溫的導(dǎo)熱油通過循環(huán)管道加熱瀝青以及瀝青管道，降溫后的導(dǎo)熱油經(jīng)過再次加溫，周而復(fù)始，直至瀝青和管道達到所需的溫度。由于現(xiàn)在多數(shù)系統(tǒng)的燃燒器采用可編程控制器（PLC）控制，性能穩(wěn)定，所以瀝青導(dǎo)熱油加溫系統(tǒng)也可稱為“無人職守自動加溫系統(tǒng)”。要使其安全可靠地發(fā)揮最大的效益。

由工藝系統(tǒng)圖可以看出，自動控制的重點是對溫度控制閥的有效控制。因為自動燃燒器將導(dǎo)熱油加熱至180～210℃溫度較高，所以需選用耐高溫的SMA、ZA系列電動截止閥進行控制。加熱罐上裝有壓力式液位計，當(dāng)液位在3%時（瀝青淹住加熱盤管）允許加熱，溫度計選PT100，Plc控制器選用當(dāng)今比較大眾化的西門子S7-200和模擬量模塊EM235，與導(dǎo)熱油爐集中控制，并與上位機通訊。液位和溫度顯示儀表選久茂，p02DELTA液位變送器與DTRON304溫度變送器（如圖2所示）。

PID控制算法

S7-200 CPU提供PID回路指令（比例、積分、微分回路），執(zhí)行PID計算。PID回路操作取決于存儲在36個字節(jié)回路表中的9個參數(shù)。在穩(wěn)定狀態(tài)操作中，PID控制器管理輸出數(shù)值，以便將錯誤（e）驅(qū)動為零。錯誤測量由設(shè)定值（所需的操作點）和進程變量（實際操作點）之間的差別決定。PID控制原則基于以下公式，其中將輸出M（t）表示為比例項、積分項和微分項的函數(shù)：

其中：M（t）作為時間函數(shù)的回路輸出 KC回路增益E回路錯誤（設(shè)定值和進程變量之間的差別）Minitial回路輸出的初始值。

2 結(jié)語

PLC以其可靠性高，抗干擾能力強、編程簡單、功能強大、性價比高、體積小、能耗低、控制靈活多變等顯著特點廣泛引用與現(xiàn)代工業(yè)的自動控制之中。加之使用了PID閉環(huán)控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)中應(yīng)運很廣泛的一種控制算法，對大部分控制對象都有良好的控制效果，其反應(yīng)迅速，精準(zhǔn)度高。在實際使用中，采用了具有4～20ma或5～10V模擬量反饋的電動閥，通過位置校準(zhǔn)可以設(shè)置其開度，加上導(dǎo)熱油爐的二級火焰控制，使系統(tǒng)更加完美。當(dāng)一個點的溫度逐漸升高時電動閥開度變小，加溫變慢，而對溫度較低的點重點加溫，當(dāng)所有點溫度都趨于設(shè)定溫度，導(dǎo)熱油爐變二級火保溫。

實踐證明溫度控制的缺點是：時間常數(shù)大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，反應(yīng)在控制系統(tǒng)上，就是被控溫度的變化滯后于調(diào)節(jié)器的輸出。熱量的傳遞是需要一定時間的，溫度上升的快慢與其熱容量的大小有關(guān)，通常溫度的上升與下降和時間的關(guān)系是一個指數(shù)曲線關(guān)系。而產(chǎn)生滯后則與熱量的傳遞過程有關(guān)，再者，測溫元件也有一定的慣性，這些都會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。而且當(dāng)溫度傳感器故障時電動閥會產(chǎn)生震蕩運行。

參考文獻

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[3] 西門子（中國）有限公司.深入淺出西門子S7-200PLC[M].3版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.