鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋼板熱處理領域，尤其是涉及一種鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統。
【背景技術】
[0002]鋼板熱處理自動燒鋼的均熱爐所使用的能源為煤氣和空氣，通過空氣和煤氣的混合燃燒，使爐內的鋼錠按工藝曲線升溫均熱，整個過程消耗大量的能源。雖經過部分改造，耗煤有所下降，但能耗狀況仍是不可忽視的問題，再進一步提質降耗已成為提高企業經濟效益的關鍵問題。均熱爐煤氣壓波動較頻繁，這對于均熱爐燒鋼有很大影響。當壓力大時煤氣浪費，環境受污染，升溫速度減慢；當壓力低時，煤氣量降低，空氣量過剩，造成強氧化燒損，溫度波動大，煤氣頻繁波動造成操作工人勞動強度大。
[0003]現有的針對燒鋼系統的自動化控制系統，燒鋼控制功能單一，控制器會出現同時開關的情況，并且燒嘴功率為定值，溫度調整僅能通過調整燒嘴個數來實現。申請號為:201410018402.4的發明專利，公開了一種乳鋼加熱爐優化控制系統，首先根據不同鋼坯類型，生產節奏、鋼坯的初始溫度和出爐溫度建立爐溫在線設定器，采用控制爐溫的方法控制鋼坯出爐溫度;基于各種工況下的熱效率模型，計算加熱爐負荷變化量并作為爐溫前饋值，實現負荷波動下的加熱爐爐溫高精度控制;在此基礎上，通過建立空燃比優化控制模型，尋找最佳的空燃比，使加熱爐的燃燒狀況達到最佳，達到了節約燃料和降低鋼損的目的，此發明專利雖然在控制流程和控制方法上對乳鋼加熱爐進行了優化，但是在硬件結構上并沒有對現有控制系統的進行改進和優化，不能夠很好的實現分時和過程控制。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，達到了對鋼板熱處理線的分時過程控制，解決現有系統控制功能單一和不利于系統擴展的問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，包括上位機、人機交互設備、主站、多個從站、多個現場信號采集單元和多個驅動電路模塊，所述主站通過第一通信模塊與所述上位機進行通信連接，所述人機交互設備與從站均通過第二通信模塊與所述主站進行通信連接，所述驅動電路模塊的輸入端與所述從站的輸出端電連接，所述現場信號采集單元包括傳感器模塊和信號采集模塊，所述傳感器模塊與所述信號采集模塊電連接，所述信號采集模塊的輸出端通過第三通信模塊與所述從站進行通信連接，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器、煤氣流量計和空氣流量計，所述溫度傳感器、壓力傳感器、煤氣流量計和空氣流量計的輸出端均與所述信號采集模塊的輸入端電連接。
[0007]優選的，所述主站采用西門子S7-400PLC，所述從站采用西門子S7-300PLC。
[0008]優選的，所述第一通信模塊為交換機。
[0009]優選的，所述第二通信模塊采用PROFIBUS-DP總線，所述第三通信模塊采用RS485總線。
[0010]優選的，所述信號采集模塊采用數據采集卡，所述數據采集卡具有RS485通信接
□ O
[0011 ]優選的，所述人機交互設備采用觸摸屏。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]1、本實用新型采用PLC控制系統與檢測儀表結合，現場信號采集單元可以對鋼板熱處理線作業現場加熱爐的爐溫、爐壓、煤氣進量和空氣進量等項目進行自動控制和監控，并通過通信模塊實時的傳送到人機交互設備和上位機上，實現了上位機監視全部生產過程，保證加熱爐節能、高效、安全、穩定運行，并且通過人機交互設備觀察各個監測項目的實時數據，可以手動對加熱爐的各項參數進行操作，便于系統控制和系統調試。
[0014]2、本實用新型的從站、人機交互設備和主站之間通過PROFIBUS-DP總線實現系統的分布式控制，一臺從站對應一條鋼板熱處理線，可以實現系統的分時過程控制;并且各個分布式控制系統之間互不影響，只是通過通信總線實現系統的狀態監測和分布式控制，便于系統的擴展和系統集成。
[0015]3、本實用新型現場信號采集單元的信號采集模塊采用數據采集卡，數據采集卡可直接將多路模擬信號轉換為數字信號，簡化了硬件電路，并且數據采集卡具有采集數據速度快的優點，便于系統數據的實時監控。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例1的組成結構框圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例2的組成結構框圖；
[0018]圖中:1-上位機、2-第一通信模塊、3-主站、4-第二通信模塊、5-人機交互設備、6_從站、7-驅動電路模塊、8-第二通彳目模塊、9-現場彳目號米集單兀、I O-服務器、11 -打印機、91 -信號采集模塊、92-傳感器模塊。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0020]實施例1:
[0021]如圖1所示，本實用新型包括上位機1、人機交互設備5、主站3、多個從站6、多個現場信號采集單元9和多個驅動電路模塊7。本實施例中從站6、驅動電路和現場信號采集單元9的數目均為兩個，上位機I為工控機。
[0022]主站3采用西門子S7-400PLC，主站3通過擴展工業以太網模塊，通過第一通信模塊2與上位機I進行數據通信，第一通信模塊2為交換機，交換機具有多個端口，可以與工業現場其他的監控和控制系統共用一臺交換機，便于與其他監控系統的系統集成。
[0023]人機交互設備5與從站6均通過第二通信模塊4與主站3進行通信連接，人機交互設備5采用觸摸屏，人機交互設備5具有友好的控制界面和監控畫面，并且具有報警畫面能夠記錄報警事件出現的事件和故障信息；從站6采用西門子S7-300PLC，第二通信模塊4采用PROFIBUS-DP總線。
[0024]驅動電路模塊7的輸入端與從站6的輸出端電連接，驅動電路模塊7包括驅動電路和執行元件，驅動電路模塊7是由繼電器組成的控制電路，繼電器的控制線圈與從站6的輸出端電連接，繼電器的主電路觸電與執行元件的控制端電連接，通過執行元件可以控制空氣閥和煤氣閥的開啟和關閉。
[0025]現場信號采集單元9包括傳感器模塊92和信號采集模塊91，傳感器模塊92包括溫度傳感器、壓力傳感器、煤氣流量計和空氣流量計，溫度傳感器、壓力傳感器、煤氣流量計和空氣流量計的輸出端均與信號采集模塊91的輸入端電連接;信號采集模塊91采用數據采集卡，數據采集卡具有RS485通信接口，信號采集模塊91的通信端口通過第三通信模塊8與從站6進行數據通信，第三通信模塊8采用RS485總線。
[0026]本實用新型采用PLC控制系統與檢測儀表結合，現場信號采集單元9可以對鋼板熱處理線作業現場加熱爐的爐溫、爐壓、煤氣進量和空氣進量等項目進行自動控制和監控，并通過通信模塊實時的傳送到人機交互設備5和上位機I上，實現了上位機I監視全部生產過程，保證加熱爐節能、高效、安全、穩定運行，并且通過人機交互設備5觀察各個監測項目的實時數據，可以手動對加熱爐的各項參數進行操作，便于系統控制和系統調試，本實用新型實現了溫度自動控制和優化燒鋼，提高了系統分時過程控制系統的自動化程度。
[0027]實施例2:
[0028]本實施例與實施例1的不同之處在于:如圖2所示，上位機I上還連接有打印機11和網絡服務器10。打印機11可以打印報表，方便對月份工作進行匯總；上位機I通過Internet網絡與網絡服務器10連接，可將現場運行數據和設備運行信息上傳到服務器10進行存儲，使用智能手持設備接入Internet網絡，可以讀取服務器10的數據信息，隨時隨地的查看系統的運行狀況。其中，智能手持設備。其中，智能手持設備安裝有針對本系統進行開發的APP軟件。
[0029]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，其特征在于:包括上位機、人機交互設備、主站、多個從站、多個現場信號采集單元和多個驅動電路模塊，所述主站通過第一通信模塊與所述上位機進行通信連接，所述人機交互設備與從站均通過第二通信模塊與所述主站進行通信連接，所述驅動電路模塊的輸入端與所述從站的輸出端電連接，所述現場信號采集單元包括傳感器模塊和信號采集模塊，所述傳感器模塊與所述信號采集模塊電連接，所述信號采集模塊的輸出端通過第三通信模塊與所述從站進行通信連接，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器、煤氣流量計和空氣流量計，所述溫度傳感器、壓力傳感器、煤氣流量計和空氣流量計的輸出端均與所述信號采集模塊的輸入端電連接。2.根據權利要求1所述的鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，其特征在于:所述主站采用西門子S7-400PLC，所述從站采用西門子S7-300PLC。3.根據權利要求1所述的鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，其特征在于:所述第一通信模塊為交換機。4.根據權利要求1所述的鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，其特征在于:所述第二通信模塊采用PROFIBUS-DP總線，所述第三通信模塊采用RS485總線。5.根據權利要求1所述的鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，其特征在于:所述信號采集模塊采用數據采集卡，所述數據采集卡具有RS485通信接口。6.根據權利要求1所述的鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，其特征在于:所述人機交互設備采用觸摸屏。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋼板熱處理線自動燒鋼分時過程控制系統，包括上位機、人機交互設備、主站、多個從站、多個現場信號采集單元和多個驅動電路模塊，所述主站通過第一通信模塊與所述上位機進行通信連接，所述人機交互設備與從站均通過第二通信模塊與所述主站進行通信連接，所述驅動電路模塊的輸入端與所述從站的輸出端電連接，所述現場信號采集單元包括傳感器模塊和信號采集模塊，所述傳感器模塊與所述信號采集模塊電連接，所述信號采集模塊的輸出端通過第三通信模塊與所述從站進行通信連接。本實用新型通過對鋼板熱處理線的狀態監測和分布式控制，實現了鋼板熱處理線自動燒鋼的分時過程控制。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號】CN205281221
【申請號】CN201620014567
【發明人】朱書成, 許少普, 龐含, 呂鵬飛, 李士群
【申請人】南陽漢冶特鋼有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月8日