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混合爐是鋁電解鑄造用來將不同成分的鋁液混合成料液的中間儲存容器, 料液配好后再用鑄造機將其澆鑄成鋁錠。其內部溫度一般需保持在 750～900℃, 才能使不同成分的鋁液均勻混合, 使鑄錠得以順利進行。因此, 混合爐內部除用絕緣磚隔熱外,還有與之配套的加熱設施, 公司采用燃燒天然氣加熱。由于溫度的測量和調整問題, 導致爐溫常常不在鑄錠要求的范圍內, 時高時低, 給生產實際帶來不利。為此, 設計了一套網絡式測溫裝置,用鎳鉻—鎳硅熱電偶隨時檢測混合爐內鋁液的溫度, 將檢測數(shù)據(jù)進行自動存儲, 并及時通過 CAN 總線網絡方式發(fā)送到監(jiān)控機和相對應的控制箱上, 通過 A/D 轉換送入單片機, 測得的數(shù)值與生產需要數(shù)據(jù)進行比較, 低于最低限的 750℃時, 通過控制信號加大天然氣流量, 或增加天然氣噴頭數(shù), 提高爐溫; 反之, 減少天然氣流量或噴頭數(shù), 降低爐溫, 使混合爐爐溫始終保持在適合鋁錠生產的范圍內。 一、存在的問題 鋁電解鑄造混合爐原爐溫是由人工來控制, 通過手動閥調節(jié)閥門的開度大小控制天然氣的流量, 控制閥門的開合增加燃燒噴頭的數(shù)量, 因此, 存在以下因不能及時調整而導致的問題: ( 1) 爐溫太低時, 使鋁液流動性極差, 給實際生產均勻配料帶來困難; ( 2) 混合不均勻, 造成鋁錠質量較差, 使產品合格率降低; ( 3) 溫度過高對爐體和絕緣耐火材料會造成不同程度的燒損, 而且浪費能源。 二、混合爐網絡式鋁液測溫裝置的構成及功能 針對上述存在的問題, 采用網絡測溫裝置可以及時準確測量和調整爐溫, 可以把溫度限制在生產所需溫度范圍內, 保證鋁錠鑄造工作的順利進行。 如圖1 所示, 該測溫裝置由9 個集成電路部分組成, 為嵌入式系統(tǒng), 其中以帶 24 位 ∑ -△型 A/D 轉換器的單片機為其核心。24 位A/D 轉換器可使溫度的分辨率達到 0.0002℃。使用高精度數(shù)字測溫器測量冷端溫度, 使冷端溫度補償同樣也達到很高的精度。帶 A/D 轉換器的單片機根據(jù)測得溫度數(shù)據(jù)與設定溫度數(shù)據(jù)進行比較, 如果測得的數(shù)據(jù)小于設定最低溫度值,天然氣第二點噴嘴控制閥便會得到一個驅動信號, 使閥門動作、打開一個小角 度 , 天然氣流量增大, 燃燒劇烈, 使溫度上升; 鎳鉻—鎳硅熱電偶不斷檢測溫度數(shù)據(jù)輸送到單片機, 檢測值始終與設定值進行比較 ,使閥門進一步打開 直到到達最大限位。如果 溫 度 還 低 于 設 定值, 單片機會給第三點噴嘴一個輸出信號, 使第三點噴嘴點燃, 閥門逐漸打開直到最大, 將使溫度迅速上升, 直至達到實際生產要求。相反, 當溫度超過設定最高溫度時, 單片機首先會給第三點噴嘴閥門一個關閉信號, 使閥門逐漸關閉, 直到最小。如果 溫度還比較高 ,單片機會給第二點噴嘴一個關閉信號, 直到最小。其控制流程圖如圖 2 所示。 
該網絡式鋁液測溫裝置主要技術參數(shù)為: 配合 K 型熱電偶, 溫度測量范圍 0～1300℃, 測量精度取決于熱電偶精度; 冷端溫度測量范圍- 28～+140℃, 精度 0.5℃; 電源為24V DC,200mA。 RS232 和 CAN 總線口為一個接口, 靠針號不同實現(xiàn)多用途?？捎门涮滋峁┑慕涌诰€連接。 網絡式鋁液測溫裝置可以測量和存儲多臺混合爐的溫度,并具有掉電存儲功能; 通過 CAN 總線網絡向混合爐和監(jiān)控機傳送測量溫度功能; 可選通過 RS232 口向監(jiān)控機傳送測量數(shù)據(jù)。 三、主要技術特點 1.有效利用了現(xiàn)場CAN 總線網絡方式傳送溫度信號, 將測溫裝置納入現(xiàn)場工控網絡系統(tǒng)。 2.專為鋁電解鑄造設計的, 能根據(jù)所測不同區(qū)域輸入爐號和通信號等技術參數(shù)。 3.采用最新 24 位∑- △型 A/D 轉換器, 提高了測量精度, 并具有良好的抗干擾性。 4. 軟件部分能夠配合監(jiān)控程序直接形成工藝參數(shù)報表、實時溫度曲線、歷史溫度曲線、圖形溫度報表、系列溫度報表。 四、應用效果 2005 年 8 月, 中國鋁業(yè)青海分公司第三電解廠鑄造車間混合爐使用網絡式鋁液測溫裝置和現(xiàn)行鎧裝熱電偶對混合爐爐溫進行了監(jiān)控調整, 實際情況表明, 根據(jù)不同設定值能較好地實現(xiàn)自動控制調節(jié)功能, 準確控制混合爐溫度, 為鋁錠生產工作的順利進行提供了有力保證, 并且有很好的節(jié)能效果。 摘自：中國計量測控網
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