專利名稱：生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明特別涉及一種利用信息技術和網絡技術對連續(xù)玄武巖纖維的生產進行自 動控制的系統(tǒng)。
背景技術：
“窯”工業(yè)是高耗能、高排放的工業(yè)，關于“窯”的節(jié)能減排是一項世界關注的問題。 “一窯多爐，一爐漏板多孔目”是來自古典的陶瓷窯的中央集中燃燒的理念的現代版，有“大 鍋飯”的傳統(tǒng)觀念，目前行業(yè)存在的現實是既不能保證玄武巖纖維的質量，更談不上產量與 節(jié)能。申請?zhí)枮?00610012252. 2，于2006年11月29日公開且公開號為CN1868940A，發(fā)明 名稱為“生產玄武巖纖維長絲的大型池窯”的中國發(fā)明專利申請中，采用1個大型池窯，內 置8個鉬-銠合金爐(即漏板)，每漏板具有1000目，將大量玄武巖石頭熔化于一爐，據說 可節(jié)能1/3 1/2，而且可大大提高產量。但是，由于池窯較大，環(huán)境溫度不易控制，由于玄 武巖所具有的特殊物理性能，難以保證玄武巖石頭的熔融程度均一。這將導致玄武巖連續(xù) 長纖維品質的下降，能耗也隨之增加。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供生產連續(xù)玄武巖纖維的自動 控制系統(tǒng)，該自動控制系統(tǒng)能精細控制漏板及整個爐膛空間均勻的溫度、進料等參數，從而 在生產工藝流程中精密地監(jiān)控其拉絲品質，并降低能耗。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其 特征在于包括若干個組成陣列的用于熔化玄武巖的窯胞單元，以及分別與若干個窯胞單 元電連接的中央控制器；每個窯胞單元包括對窯胞單元的工作參數、輸入和輸出參數進行 監(jiān)控的監(jiān)控模塊，用于實現監(jiān)控模塊與中央控制器通信的總線模塊；中央控制器用于將工 作參數、輸入和輸出參數與預設值進行比較，并根據比較結果對工作參數、輸入和輸出參數 進行控制。所述窯胞單元設有單個漏板。所述監(jiān)控模塊包括水溫監(jiān)控模塊、進料監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、燃氣監(jiān)控模塊、 電力監(jiān)控模塊、品質監(jiān)控模塊，其中水溫監(jiān)控模塊、進料監(jiān)控模塊分別與窯胞單元電連接， 溫度監(jiān)控模塊分別與窯胞單元和漏板電連接，燃氣監(jiān)控模塊、電力監(jiān)控模塊、品質監(jiān)控模塊 分別與漏板電連接。所述漏板目數優(yōu)選為400目；漏板進一步優(yōu)選鉬銠合金比例的漏板。所述中央控制器為嵌入式微處理器。較佳地，所述窯胞單元的數量為10個。本發(fā)明的原理1、只有“中央集中熔化大窯池”才能節(jié)能的傳統(tǒng)理念是一種誤解；節(jié)能的物理實質 不是“大鍋飯”，而是，精密測控耗散(無效)熱量與有功(有效)熱量之比例一一熱效因子，這是本質；本發(fā)明采用分布式“窯胞單元”的“大陣列”進行科學的熱量定量管理與集中 監(jiān)控，相對與集中大窯比較，明顯要節(jié)能；2、分布式“窯胞單元”的集中“大陣列”，其優(yōu)點在于“窯胞單元”比“大窯池”更
能監(jiān)控與保障連續(xù)玄武巖纖維的品質；其熔融玄武巖成絲通道不同于大窯池，它能實現監(jiān) 控整個漏板載體及其覆蓋空間的準確的均衡的溫度環(huán)境；保證單個“窯胞”所需求的最佳熔 融溫度，就能實現纖維的優(yōu)異品質，就是要保證成絲前的溫度環(huán)境與成絲最佳路程的溫度 高度一致性；3、對每個“窯胞單元”多點溫度環(huán)境參數的測量，采用信息技術(IT)方法并安置 相應的檢測傳感器，監(jiān)測參量主要有供電流量、燃氣量、水流量、進料量、多點溫度、纖維參 量、纖維輸出量、故障報警、緊急預案以及安全報警等等；對“窯胞單元”陣列的分布式數據， 用網絡技術(NT)傳輸進行集中監(jiān)控，實現全自動化生產，既能保證纖維品質又能提高纖維 產出；除了在“窯胞單元”小系統(tǒng)中精密測控全流程，提高有功(有效)熱量與耗散(無效) 熱量之比-熱效因子外，對“窯胞單元”陣列大系統(tǒng)中對整體環(huán)境作特殊的封閉式設計進行 熱保溫，以求得全面節(jié)能；4、由于熔融的熱能是由市電網電力與管道燃氣提供，兩者是容易進行可測控、可 網絡(NT)化的，這一優(yōu)點可以很方便地用于“窯胞單元-大陣列”技術方案，會同全部測控 數據的IT/NT化，就能實現節(jié)能生產高品質連續(xù)玄武巖纖維的“較低目數漏板、窯胞單元、 大陣列”方法中的物料流、熱能流、信息流、產銷流等等的全IT/NT自動化。本發(fā)明相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果(1)本發(fā)明所述的系統(tǒng)實現了連續(xù)玄武巖纖維的自動化生產，而且節(jié)能、減排，得 到的連續(xù)玄武巖纖維品質高、產量高、生產穩(wěn)定。(2)本發(fā)明所述的系統(tǒng)提高連續(xù)玄武巖纖維的品質；窯胞單元能確保拉絲前的精 細溫度環(huán)境與最佳成絲路程的高度一致性；應用本發(fā)明所述系統(tǒng)實現了在生產全過程中不 添加任何有害環(huán)保的輔料，不僅節(jié)能、減排等環(huán)保外，更有利于保證純玄武巖纖維的優(yōu)異品 質。(3)本發(fā)明所述的系統(tǒng)實行全面在線監(jiān)控，生產工藝穩(wěn)定，就能穩(wěn)定提高優(yōu)質的連 續(xù)玄武巖纖維的產量；大熔爐是不能保證質量的，沒有質量就沒有數量。(4)本發(fā)明所述的系統(tǒng)由于提高了熱效因子(即有效熱量與耗散熱量之比)，并采 用整體熱保溫，全面節(jié)約能源，初步測量估計可節(jié)約至少三分之一的能源。


圖1是10個窯胞單元組成大陣列的框架圖。圖2是單個窯胞單元的電路控制框圖。圖3是10個窯胞單元組成大陣列的電連接圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。實施例
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如圖1所示，本實施例采用10個窯胞單元組成一個大陣列，每個窯胞單元設有一 個目數為400目的特殊設計的鉬銠合金漏板，每個窯胞單元都通過以太網分別與中央控制 器電連接，中央處理器可以選用嵌入式微處理器。每個窯胞單元包括對窯胞單元的工作參 數、輸入和輸出參數進行監(jiān)控的監(jiān)控模塊以及用于實現監(jiān)控模塊與中央控制器通信的總線 模塊。其中工作參數包括溫度、燃氣和電力這三個參數，輸入和輸出參數包括進料、玄武巖 纖維的品質這兩個參數；相應地，如圖2所示，監(jiān)控模塊包括水溫監(jiān)控模塊、進料監(jiān)控模塊、 溫度監(jiān)控模塊、燃氣監(jiān)控模塊、電力監(jiān)控模塊、品質監(jiān)控模塊，其中水溫監(jiān)控模塊、進料監(jiān)控 模塊分別與窯胞單元電連接，溫度監(jiān)控模塊分別與窯胞單元和漏板電連接，燃氣監(jiān)控模塊、 電力監(jiān)控模塊、品質監(jiān)控模塊分別與漏板電連接，水溫監(jiān)控模塊所監(jiān)控的溫度在100度以 下，而溫度監(jiān)控模塊所監(jiān)控的溫度在1200-1600度范圍內。如圖3所示，總線模塊則用于實 現上述監(jiān)控模塊與中央控制器的通信，將監(jiān)控模塊所監(jiān)控的參數信息傳輸給中央處理器； 中央處理器將工作參數、輸入和輸出參數與預設值進行比較，并根據比較結果對工作參數、 輸入和輸出參數進行控制，如調整參數或校正參數，再通過總線模塊將經過調整或校正的 參數傳輸給相應的監(jiān)控模塊。本發(fā)明控制原理為首先，對單個窯胞單元的水溫、溫度、燃氣、電力、進料、玄武巖 纖維的品質等參數進行預先設定，其中所述溫度可以為漏板、爐膛空間、供料系統(tǒng)、拉絲路 徑、浸潤劑、冷卻水和熔巖表面等的溫度；然后，通過監(jiān)控模塊對上述參數進行實時測量，總 線模塊將所得的參數傳輸給中央控制器，由中央處理器根據相應參數的預設值進行調整或 校正。例如，控制玄武巖纖維的品質具體如下生產出連續(xù)玄武巖纖維后，對連續(xù)玄武巖纖 維的品質(連續(xù)纖維長度和線徑分布)進行測量，測量值通過總線模塊傳輸至中央控制器， 中央控制器將測量值與預設玄武巖纖維的品質參數進行比較，若比較結果為兩者基本一 致，則不對窯胞單元的工作參數、輸入和輸出參數進行調整，若比較結果為兩者有一定的差 距，則調整窯胞單元的工作參數、輸入和輸出參數，以便接下來所生成出來的連續(xù)玄武巖纖 維的品質符合要求。通過以上所述本發(fā)明的控制，窯胞單元所需的燃氣、電力以3 7的比例進行使 用，熔融巖石的效果最好。主要原因是電能比氣能容易實現精細控制，也就是溫度能得到精 細監(jiān)控(溫度誤差小于5°C)，較易拉出超細、均勻、連續(xù)玄武巖纖維(連續(xù)纖維長度不少于 50000米，線徑分布的離散度符合泊松分布，且其半寬度是設計絲徑的百分之一以下)，而 且工藝容易穩(wěn)定控制，同時提高了熱效因子，節(jié)約至少三分之一的能源。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于包括若干個組成陣列的用于熔化玄武巖的窯胞單元，以及分別與若干個窯胞單元電連接的中央控制器；每個窯胞單元包括對窯胞單元的工作參數、輸入和輸出參數進行監(jiān)控的監(jiān)控模塊，用于實現監(jiān)控模塊與中央控制器通信的總線模塊；中央控制器用于將工作參數、輸入和輸出參數與預設值進行比較，并根據比較結果對工作參數、輸入和輸出參數進行控制。
2.根據權利要求1所述的生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述窯 胞單元設有單個漏板。
3.根據權利要求2所述的生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān) 控模塊包括水溫監(jiān)控模塊、進料監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、燃氣監(jiān)控模塊、電力監(jiān)控模塊、品 質監(jiān)控模塊，其中水溫監(jiān)控模塊、進料監(jiān)控模塊分別與窯胞單元電連接，溫度監(jiān)控模塊分別 與窯胞單元和漏板電連接，燃氣監(jiān)控模塊、電力監(jiān)控模塊、品質監(jiān)控模塊分別與漏板電連 接。
4.根據權利要求2所述的生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述漏 板為鉬銠合金漏板。
5.根據權利要求2或3所述的生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于所 述漏板目數為400目。
6.根據權利要求1所述的生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述中 央控制器為嵌入式微處理器。
7.根據權利要求1所述的生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述窯 胞單元的數量為10個。
全文摘要
本發(fā)明公開了生產連續(xù)玄武巖纖維的自動控制系統(tǒng)，其特征在于包括若干個組成陣列的用于熔化玄武巖的窯胞單元，以及分別與若干個窯胞單元電連接的中央控制器；每個窯胞單元包括對窯胞單元的工作參數、輸入和輸出參數進行監(jiān)控的監(jiān)控模塊，用于實現監(jiān)控模塊與中央控制器通信的總線模塊；中央控制器用于將工作參數、輸入和輸出參數與預設值進行比較，并根據比較結果對工作參數、輸入和輸出參數進行控制。本發(fā)明不僅實現了連續(xù)玄武巖纖維的自動化生產和監(jiān)控，而且節(jié)能、減排，得到的連續(xù)玄武巖纖維品質高、產量高、生產穩(wěn)定。
文檔編號G05B19/418GK101963796SQ20091004134
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權日2009年7月23日
發(fā)明者徐永福, 李競, 沈經, 趙杰雄 申請人:廣州煌盛新纖維制造有限公司