CN102605162B - 连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，包括速度控制模块、张力控制模块、加热段控制模块以及快冷段控制模块；所述速度控制模块用于设定和快速调节连续退火炉炉区运行速度；所述张力控制模块用于快速调整连续退火炉炉区的张力值；所述加热段控制模块用于快速将连续退火炉炉区加热模式转换到待炉模式；所述快冷段控制模块用于设定快冷段风机速度和快速将其风机速度转化到设定值速度。本发明提供的一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，主要通过控制系统的集成解决退火炉紧急状态下炉内带钢控制问题。系统操作时间短，且操作简单，还能大大降低操作人员劳动强度。

Description

连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统

技术领域

本发明属于冷轧带钢轧制控制技术领域，具体是一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统。

背景技术

在冷轧带钢热处理生产中，在遇到焊接、炉内带钢跑偏、HMI死机等问题，产线速度及带钢温度需要急速变化，连续退火炉是一个具有大惯性滞后、多变量的复杂工况系统，如遇到以上紧急情况：①会造成炉内带钢速度无法监控。②调整过慢会造成带钢在加热段或快冷段产生热瓢曲或冷瓢曲，导致产生大量废品。③张力调整不及时，带钢瓢曲严重，及炉内张力变化过大，引起炉内断带停车。

因此，在紧急状态下，系统反应时间已经成为产线正常运行的重要原因。寻找一种退火炉紧急状态下提高系统反应时间，减少操作人员操作时间及强度的方法是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统反应时间短，且能减少操作人员操作时间及强度的连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统。

根据本发明的一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，包括:

速度控制模块、张力控制模块、加热段控制模块以及快冷段控制模块；

所述速度控制模块用于设定和快速调节连续退火炉炉区运行速度；

所述张力控制模块用于快速调整连续退火炉炉区的张力值；

所述加热段控制模块用于快速将连续退火炉炉区加热模式转换到待炉模式；

所述快冷段控制模块用于设定快冷段风机速度和快速将其风机速度转化到设定值速度。

进一步，所述速度控制模块包括：

一键定速单元、一键加速单元以及一键减速单元；

所述一键定速单元设置有一一键定速按钮，所述一键定速单元在接收到所述一键定速按钮传达的信号后，迅速将炉区当前运行速度固定到程序速度设定值150m/min；

所述一键加速单元设置有一一键加速按钮，所述一键加速单元在每接收到一次所述一键加速按钮传达的信号后，将定值+5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为连续退火炉炉区新的运行速度；

所述一键减速单元设置有一一键减速按钮，所述一键减速单元在每接收到一次所述一键减速按钮传达的信号后，将定值－5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为连续退火炉炉区新的运行速度。

进一步，所述通过减速后的炉区速度下限为0m/min，所述通过加速后的炉区速度上限为450m/min。

进一步，所述张力控制模块快速调整连续退火炉炉区的张力值时，根据带钢热负荷变化以快冷段为界将炉区张力分段隔离，其中，张紧辊3#、加热1段、加热2段、加热3段、快冷段为第一张力段，过时效1段、过时效2段、过时效3段、终冷段、张紧辊6#为第二张力段。

进一步，所述张力控制模块包括：

张力递增单元及张力递减单元；

所述张力递增单元设置有一张力递增按钮，所述张力递增单元在接收到所述张力递增按钮传达的信号后，对炉区第一张力段及第二张力段的张力进行控制，每接收到一次信号，张力增大该段最大限定值的1%，张力值最高为100%；

所述张力递减单元设置有一张力递减按钮，所述张力递减单元在接收到所述张力递减按钮传达的信号后，对炉区第一张力段及第二张力段的张力进行控制，每接收到一次信号，张力减少该段最大限定值的1%，张力值最低为0%。

进一步，所述加热段控制模块包括：

加热区控制模式转换单元，所述加热区控制模式转换单元设置有一加热区控制模式转换按钮，所述加热区控制模式转换单元在接收到所述加热区控制模式转换按钮传达的信号后，加热区由正常模式切换到待炉模式。

进一步，所述快冷段控制模块包括：

快冷段风机速度设定单元及快冷段风机控制单元；

所述快冷段风机速度设定单元设置有一快冷段风机速度设定按钮，所述快冷段风机速度设定单元在接收到所述快冷段风机速度设定按钮传达的信号后，对快冷段所有风机赋予同一设定值速度；

所述快冷段风机控制单元设置有一快冷段风机控制按钮，所述快冷段风机控制单元在接收到所述快冷段风机控制按钮传达的信号后，将快冷段风机迅速达到设定值速度。

进一步，所述速度预设定值在风机停止时设定为0%，额定转速设定为100%，所述速度预设定值的大小根据产线炉区的速度以及炉区带钢的规格进行设定。

本发明提供的一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，主要通过控制系统的集成解决退火炉紧急状态下炉内带钢控制问题。遇到突发事故或紧急状态下操作人员完成炉温及带钢速度及张力调整时间为一般操作方法的30%，节约了系统急救时间，且操作简单，大大降低了操作人员劳动强度。

附图说明

图1是本发明实施例中一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统结构示意图；

图2为图1中速度控制模块结构示意图；

图3为图1中张力控制模块结构示意图；

图4为图1中快冷段控制模块结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，包括速度控制模块、张力控制模块、加热段控制模块以及快冷段控制模块。速度控制模块用于设定和快速调节连续退火炉炉区运行速度；张力控制模块用于快速调整连续退火炉炉区的张力值；加热段控制模块用于快速将连续退火炉炉区加热模式转换到待炉模式；快冷段控制模块用于设定快冷段风机速度及快速将其风机速度转化到设定值速度。

其中，速度控制模块设置在一操作台上。如图2所示，速度控制模块包括一键定速单元、一键加速单元以及一键减速单元。一键定速单元、一键加速单元以及一键减速单元集成于线协调PLC程序中。所述一键定速单元设置有一一键定速按钮，所述一键定速单元在接收到所述一键定速按钮传达的信号后，迅速将炉区当前运行速度固定到程序速度设定值150m/min。具体是一键定速单元通过一键定速按钮与线协调控制数字量输入点对应，以触发脉冲形式作为线协调PLC系统（可编程序逻辑控制器）内预设定速度（150m/min）触发使能信号，并将该值赋予速度设定值。一键加速单元设置有一一键加速按钮，一键加速单元在每接收到一次一键加速按钮传达的信号后，将定值+5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为连续退火炉炉区新的运行速度。一键减速单元设置有一一键减速按钮，一键减速单元在每接收到一次一键减速按钮传达的信号后，将定值－5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为连续退火炉炉区新的运行速度。具体是一键加速单元通过一键加速按钮与线协调控制数字量输入点对应，一键减速单元通过一键减速按钮与线协调控制数字量输入点对应，一键加速按钮与一键减速按钮将信号以触发脉冲形式传递给一键加速单元和一键减速单元后，以5m/min/次与速度设定值之和对当前炉区运行速度进行加减处理。当操作工按下一键定速按钮后，该点以触发脉冲形式将线协调PLC程序内定值150m/min赋予炉区程序速度设定值，将当前运行速度直接固定在150m/min。当操作工每次按下一键加速按钮后，通过远程ET200M I/O工作站，以触发脉冲形式将信号传送至线协调PLC程序，将定值+5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为新设定值输出，用于改变炉区速度值。通过减速后的炉区速度下限为0m/min，通过加速后的炉区速度上限为450m/min。当操作工每按下一键减速按钮后，该点以触发脉冲形式将信号传送至线协调PLC程序，将定值－5m/min与程序炉区速度设定值之和作为新设定值输出。当退火炉操作画面Wincc服务器故障或正常生产炉内带钢跑偏时，操作工可通过一键定速按钮将退火炉定速到安全速度150m/min，同时通过加减速按钮对运行带钢进行速度调整控制，降低跑偏或是产生热瓢曲危险。该修改使硬件暂态操作成为可能，同时降低操作人员劳动强度1/4以上。

张力控制模块设置在退火炉操作台线协调控制操作界面炉区段。如图3所示，张力控制模块包括张力递增单元及张力递减单元。张力递增单元及张力递减单元集成于线协调PLC程序中。张力递增单元设置有一张力递增按钮。张力递减单元设置有一张力递减按钮。张力递增按钮及张力递减按钮通过线协调控制Wincc服务器与线协调PLC系统程序中炉区张紧辊3#、加热1段、加热2段、加热3段、快冷段张力设定值点相链接，操作界面与过时效1段、过时效2段、过时效3段、终冷段、张紧辊6#速度设定值点相链接，根据带钢热负荷变化以快冷段为界将炉区张力分段隔离。张力控制模块在接收到通过操作人员调节控制操作界面的张力递增按钮和张力递减按钮传达的信号后，将信号由线协调Wincc服务器传递给线协调PLC程序对应各点张力设定值处，用于快速调整炉区分割后的两段的张力值。张力递增单元在接收到一张力递增按钮传达的信号后，对炉区第一张力段及第二张力段的张力进行控制，每接收到一次信号，当前张力则增加该段张力最大限定值的1%（为便于张力控制，张力设定值为0%时，对应相应段带钢无张力；张力设定值为100%时，对应相应带钢段张力值为该段最大限定值）。所述张力递减单元在接收到一张力递减按钮传达的信号后，对炉区第一张力段及第二张力段的张力进行控制，每接收到一次信号，张力则减少该段张力最大限定值的1%，张力值最低为0%。

加热段控制模块设置在退火炉操作台过程控制操作界面，加热段控制模块包括加热区控制模式转换单元，加热区控制模式转换单元集成于退火炉过程控制PLC程序中。控制模式转换单元设置有一热区控制模式转换按钮，加热区控制模式转换单元在接收到所述加热区控制模式转换按钮传达的信号后，加热区由正常模式切换到待炉模式。具体是该按钮通过退火炉过程控制Wincc服务器与退火炉过程控制PLC程序中加热区控制模式转换点相链接。当炉内带钢跑偏降速或紧急停车时，操作人员在操作台过程控制操作界面按下该按钮后，转换命令由退火炉过程控制操作界面过程控制Wincc服务器传递给退火炉过程控制PLC控制程序，完成所有加热区域由正常加热模式到待炉模式（炉温设定值550℃）转换。384台烧嘴全部关闭，降低炉内热负荷，减少带钢热瓢曲风险。节约操作时间为目前1/2。

快冷段控制模块设置在退火炉操作台退火炉过程控制操作界面。如图4所示，快冷段控制模块包括快冷段风机速度设定单元及快冷段风机控制单元。快冷段风机速度设定单元及快冷段风机控制单元集成于退火炉过程控制PLC程序中。快冷段风机速度设定单元设置有一快冷段风机速度设定按钮，快冷段风机速度设定单元在接收到快冷段风机速度设定按钮传达的信号后，对快冷段所有风机赋予同一设定值速度。具体是快冷段风机控制按钮通过退火炉过程控制Wincc服务器分别与退火炉过程控制PLC程序中快冷风机控制模式相链接。快冷段风机速度设定按钮通过退火炉过程控制Wincc服务器分别与退火炉过程控制PLC程序中速度设定值点相链接。其中，快冷段风机速度设定单元在接收到快冷段风机速度设定按钮传达的信号后，可对快冷区域所有风机预先设定同一值（为便于风机控制，将风机停止时速度设定为0%，额定转速设定为100%）。设定值速度的大小根据产线炉区的速度以及炉区带钢的规格进行设定。在正常生产时，产线炉区速度230m/min，带钢规格0.35mm(厚度)*1100（宽度）mm时，风机速度维持在50%左右，产线速度230m/min，带钢规格1.7mm*1500mm时风机速度达到100%。操作人员将风机速度进行如下设定：带钢厚度为0.3mm时，设定值速度为10%；带钢厚度为0.7mm,设定值速度为12%,带钢厚度1.2mm时，设定值速度为14%；带钢厚度2.0mm时，设定值速度为17%。当出现降速或停车时，操作人员按下快冷段风机控制按钮，转换命令由退火炉过程控制操作界面传递给退火炉过程控制PLC程序，快冷段所有风机速度迅速达到设定值速度，带钢温度自动控制风机降速时间减少1/2。降低热负荷变化过快导致带钢出现冷瓢曲风险。

在退火炉出现紧急状态，如带钢出现跑偏时，操作人员接到报警后，迅速按下一键定速按钮，通过远程ET200M I/O工作站，以触发脉冲形式将信号传送线协调PLC程序，带钢速度固定到150m/min带钢速度，根据现场实际要求，按下一键加速按钮或一键减速按钮，通过远程ET200M I/O工作站，以触发脉冲形式将信号传送至线协调PLC程序快速调整炉区带钢运行速度。通过按下张力递增按钮，线协调Wincc服务器传递给线协调PLC程序快冷前张力值设定点处，通过快速提高快冷段前加热段带钢张力，降低跑偏风险。迅速按下快冷段风机速度设定按钮及快冷段风机控制按钮，过程控制Wincc服务器传递给退火炉过程控制PLC程序模式转换点，使风机转速迅速达到到预设定10%、12%、14%、17%，防止出现因带钢快速冷却引起冷瓢曲风险。

如炉区突然停车，则立即按下加热区控制模式转换按钮，通过退火炉过程控制Wincc服务器与退火炉过程控制PLC程序中加热区控制模式转换点，迅速将加热段转换到待炉模式，关闭384台烧嘴，防止出现停车热负荷过大在加热段出现热瓢曲风险。接着按下快冷段风机速度设定按钮及快冷段风机控制按钮，过程控制Wincc服务器传递给退火炉过程控制PLC程序模式转换点，使风机转速迅速达到到预设定10%、12%、14%、17%，防止出现因带钢快速冷却引起冷瓢曲风险。

本发明提供的一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，主要通过控制系统的集成解决退火炉紧急状态下炉内带钢控制问题。遇到突发事故或紧急状态下操作人员完成炉温及带钢速度及张力调整时间为一般操作方法的30%，节约了系统急救时间，且操作简单，大大降低了操作人员劳动强度。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，其特征在于，包括：

速度控制模块、张力控制模块、加热段控制模块以及快冷段控制模块；

所述速度控制模块用于设定和快速调节连续退火炉炉区运行速度，所述速度控制模块包括：一键定速单元、一键加速单元以及一键减速单元；所述一键定速单元设置有一一键定速按钮，所述一键定速单元在接收到所述一键定速按钮传达的信号后，迅速将炉区当前运行速度固定到程序速度设定值150m/min；所述一键加速单元设置有一一键加速按钮，所述一键加速单元在每接收到一次所述一键加速按钮传达的信号后，将定值+5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为连续退火炉炉区新的运行速度；所述一键减速单元设置有一一键减速按钮，所述一键减速单元在每接收到一次所述一键减速按钮传达的信号后，将定值－5m/min与程序炉区当前速度设定值之和作为连续退火炉炉区新的运行速度；

所述张力控制模块用于快速调整连续退火炉炉区的张力值；所述张力控制模块快速调整连续退火炉炉区的张力值时，根据带钢热负荷变化以快冷段为界将炉区张力分段隔离，其中，张紧辊3#、加热1段、加热2段、加热3段、快冷段为第一张力段，过时效1段、过时效2段、过时效3段、终冷段、张紧辊6#为第二张力段；所述张力控制模块包括：张力递增单元及张力递减单元；所述张力递增单元设置有一张力递增按钮，所述张力递增单元在接收到所述张力递增按钮传达的信号后，对炉区第一张力段及第二张力段的张力进行控制，每接收到一次信号，张力增大该段最大限定值的1%，张力值最高为100%；所述张力递减单元设置有一张力递减按钮，所述张力递减单元在接收到所述张力递减按钮传达的信号后，对炉区第一张力段及第二张力段的张力进行控制，每接收到一次信号，张力减少该段最大限定值的1%，张力值最低为0%；

所述加热段控制模块用于快速将连续退火炉炉区加热模式转换到待炉模式；

所述快冷段控制模块用于设定快冷段风机速度和快速将其风机速度转化到设定值速度。

2.如权利要求1所述的连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，其特征在于：

通过减速后的炉区速度下限为0m/min，通过加速后的炉区速度上限为450m/min。

3.如权利要求1所述的连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，其特征在于，所述加热段控制模块包括：

加热区控制模式转换单元，所述加热区控制模式转换单元设置有一加热区控制模式转换按钮，所述加热区控制模式转换单元在接收到所述加热区控制模式转换按钮传达的信号后，加热区由正常模式切换到待炉模式。

4.如权利要求1所述的连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，其特征在于，所述快冷段控制模块包括：

快冷段风机速度设定单元及快冷段风机控制单元；

所述快冷段风机速度设定单元设置有一快冷段风机速度设定按钮，所述快冷段风机速度设定单元在接收到所述快冷段风机速度设定按钮传达的信号后，对快冷段所有风机赋予同一设定值速度；

所述快冷段风机控制单元设置有一快冷段风机控制按钮，所述快冷段风机控制单元在接收到所述快冷段风机控制按钮传达的信号后，将快冷段风机迅速达到设定值速度。

5.如权利要求4所述的连续生产线上连续退火炉紧急状态控制系统，其特征在于：

所述设定值速度在风机停止时设定为0%，额定转速设定为100%，所述设定值速度的大小根据产线炉区的速度以及炉区带钢的规格进行设定。

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