CN103376739B - 连续退火炉压力报警的控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种连续退火炉压力报警的控制装置及其方法，包括压力开关低压报警模块、表决模块和仲裁模块。压力开关低压报警模块触发表决模块。表决模块采样多个系统状态，并根据系统状态分配对应的表决值，并将表决值发送给仲裁模块。仲裁模块将表决值分别乘以权重，并将相乘后的表决值相加，得出仲裁结果，并根据仲裁结果控制所火炉继续运行或关闭。采用了本发明的技术方案，在压力开关低压报警时，并不是简单地在延时后直接切断炉区运行，而是进行系统参数判断，并根据进一步的判断结果来控制退火炉的运行或关闭，从而保证了退火炉在产生小的波动时仍能保持继续工作，并且不轻易打断退火炉的正常工作，使产量、产品性能、物流的通畅都有保障。

Description

连续退火炉压力报警的控制装置及其方法

技术领域

本发明涉及冶炼设备领域，更具体地说，涉及一种连续退火炉压力报警的控制装置及其方法。

背景技术

连续退火的卧式炉一种比较常见的加热炉，炉内沿带钢行进方向划分为若干区，分区控制炉温。炉温测量的准确性严重影响产品的质量和性能，对于产品性能来说炉温精度至关重要，炉温精度下降会直接导致产品性能不合格。炉内温度是通过烧嘴来提供热量保持温度，烧嘴通过煤气和空气混合后点燃为炉内提供热量，保持炉温的稳定性。所以烧嘴的供气压力非常重要，要保持供给烧嘴的煤气有一定压力且保持稳定。所以在每个区的气站上都安装有高压压力开关和低压压力开关。当压力开关高报警或者低报警时，触发相关连锁。特别是低压压力开关，当该开关报警时一般认为煤气没有供给，此时要切断该区的正常运行，所有烧嘴要进行切断。控制逻辑要恢复到开机时，重新点火需要进行吹扫。

如图1所示，图1为改进前的退火炉压力报警的控制方法。压力开关低报警模块在煤气流量低报警后延时3秒钟，如果报警没有解除则触发连锁，炉区切断运行。

事实上有时压力开关低报警并不需要切断整个区的工作状态，一种情况是压力开关发生了故障，由于压力开关自身的使用寿命，另外煤气总管压力高，之前的自立式减压阀有时减压不好会对压力开关造成一定的冲击使其劣化程度加重，发生故障。该种情况下整套炉温控制系统其实是正常的，煤气供给、流量、温度均无问题，只是因为检测设备的故障，做了一次误判断，误认为煤气供给有问题，切断了炉段的运行，使产量、产品性能、物流的通畅都造成了影响。还有一种情况是瞬时的压力波动，一般情况压力开关低报警有延时，为了安全起见延时一般在1-5秒，大于该时间则触发报警，事实上有时波动超过5秒钟也不会对炉温造成重大影响。如果波动超过5秒的情况全部做切断炉段处理，其中肯定存在矫枉过正的现象。同样给产量、产品性能、物流通畅造成了影响。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种连续退火炉压力报警的控制装置及其方法，来解决现有技术中存在的各种不足。

根据本发明，提供一种连续退火炉压力报警的控制装置，包括压力开关低压报警模块、表决模块和仲裁模块。压力开关低压报警模块触发表决模块。表决模块采样多个系统状态，并根据系统状态分配对应的表决值，并将表决值发送给仲裁模块。仲裁模块将表决值分别乘以权重，并将相乘后的表决值相加，得出仲裁结果，并根据仲裁结果控制所火炉继续运行或关闭。

根据本发明的一实施例，多个系统状态包括烧嘴状态、煤气流量状态、炉压状态、炉温状态、板温状态和废气温度状态。

根据本发明的一实施例，仲裁结果＝烧嘴状态表决值×烧嘴状态权重值+煤气流量状态表决值×煤气流量状态权重值+炉压状态表决值×炉压状态权重值+炉温状态表决值×炉温状态权重值+板温状态表决值×板温状态权重值+废气温度状态表决值×废气温度状态权重值。

根据本发明的一实施例，烧嘴状态表决值和煤气流量表决值包括否决项，当表决模块发送给仲裁模块的表决值中包括否决项时，仲裁模块直接控制退火炉关闭。

根据本发明的一实施例，仲裁模块控制退火炉继续运行时，发送报警信息。

根据本发明的另一方面，提供一种连续退火炉压力报警的控制方法。其中，压力开关低压报警模块发出警报时，触发表决模块。表决模块采样多个系统状态，并根据系统状态分配对应的表决值，并将表决值发送给仲裁模块。仲裁模块将表决值分别乘以权重，并将相乘后的表决值相加，得出仲裁结果，并根据仲裁结果控制所火炉继续运行或关闭。

根据本发明的一实施例，多个系统状态包括烧嘴状态、煤气流量状态、炉压状态、炉温状态、板温状态和废气温度状态。

根据本发明的一实施例，仲裁结果＝烧嘴状态表决值×烧嘴状态权重值+煤气流量状态表决值×煤气流量状态权重值+炉压状态表决值×炉压状态权重值+炉温状态表决值×炉温状态权重值+板温状态表决值×板温状态权重值+废气温度状态表决值×废气温度状态权重值。

根据本发明的一实施例，烧嘴状态表决值和煤气流量表决值包括否决项，当表决模块发送给仲裁模块的表决值中包括否决项时，仲裁模块直接控制退火炉关闭。

根据本发明的一实施例，仲裁模块控制退火炉继续运行时，发送报警信息。

采用了本发明的技术方案，在压力开关低压报警时，并不是简单地在延时后直接切断炉区运行，而是进行系统参数判断，并根据进一步的判断结果来控制退火炉的运行或关闭，从而保证了退火炉在产生小的波动时仍能保持继续工作，并且不轻易打断退火炉的正常工作，使产量、产品性能、物流的通畅都有保障。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是现有技术中退火炉压力报警的控制方法。

图2是本发明连续退火炉压力报警的控制方法流程图。

图3是图2连续退火炉压力报警的控制方法的扩展流程图。

图4是本发明表决模块和仲裁模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明的连续退火炉压力报警的控制装置主要包括三大模块，即压力开关低压报警模块、表决模块和仲裁模块。利用这三大模块，可以看到本发明的连续退火炉压力报警的控制方法当煤气管道压力低报警时，并不直接切断整个炉段的运行，而是通过外围多个参数值是否正常，按照重要程度分配权重，并统一进行表决，由仲裁模块最终作出判断。如果根据表决结果仲裁模块认为有利大于不利，则炉区继续运行，发出报警给操作人员进行处理；如果表决结果仲裁模块认为不利大于有利，则马上切断炉区运行，确保安全。

如图2所示，本发明的控制步骤如下：

步骤201：压力开关低压报警模块发出警报。

步骤202：警报触发表决模块。

步骤203：表决模块采样多个系统状态，并根据系统状态分配对应的表决值。

步骤204：表决模块将表决值发送给仲裁模块。

步骤205：仲裁模块将表决值分别乘以权重，并将相乘后的表决值相加，得出仲裁结果。

步骤206：若仲裁结果小于安全值，则炉区继续运行，仲裁模块发送报警信息到显示画面。

步骤207：若仲裁结果大于等于安全值，则仲裁模块立刻切断炉区运行。

如图3所示，具体来说，系统的多个参数值包括煤气流量、炉压、炉温、烧嘴燃烧情况、板温、废气温度等。图3是图2基本流程的一个扩展，加入了上述多个系统参数，具体步骤如下：

步骤301：某个区的煤气主管发生煤气低压报警，触发表决模块。

步骤302：表决模块首先判断烧嘴燃烧情况，如果满足否决条件，转步骤303。否则，转步骤304。

步骤303：煤气供给确实出现了较长时间的停顿，该炉段马上切断。

步骤304：表决模块采样煤气流量，并和该种牌号正常时的流量进行比较：如果满足否决条件，转步骤305。否则，转步骤306。

步骤305：该炉段马上切断。

步骤306：表决模块采样烧嘴状态、煤气流量状态、炉压状态、炉温状态、板温状态和废气温度状态。

步骤307：计算烧嘴状态表决值Ax，并且通过权重模型表得到烧嘴权重值G1。

步骤308：计算煤气流量状态表决值Bx，并且通过权重模型表得到煤气流量权重值G2。

步骤309：计算炉压状态表决值Cx，并且通过权重模型表得到炉压权重值G3。

步骤310：计算炉温状态表决值Dx，并且通过权重模型表得到炉温权重值G4。

步骤311：计算板温状态表决值Ex，并且通过权重模型表得到板温权重值G5。

步骤312：计算废气温度状态表决值Fx，并且通过权重模型表得到废气温度权重值G6。

步骤313：仲裁模块接收上述各表决值和权重值，首先判断是否有否决项，如果有则马上切断炉区(即步骤303和步骤305)。如果无否决项，仲裁模块将各模块的表决值乘以各自的权重值然后进行相加，即：

R＝Ax×G1+Bx×G2+Cx×G3+Dx×G4+Ex×G5+Fx×G6

步骤314：步骤313的相加结果R作为表决结果，当表决结果大于等于安全值H1，转步骤315。如果表决结果小于安全值H1，转步骤316。在本发明中，H1优选为0.05。

步骤315：此时炉温继续运行存在一定风险，炉区马上切断运行。

步骤316：仲裁该区继续运行，发送报警信息到界面上提醒操作工注意，同时表决模块和仲裁模块继续工作，动态更新表决和仲裁结果。

针对上述步骤，下面分别列举烧嘴状态、煤气流量状态、炉压状态、炉温状态、板温状态和废气温度状态所对应的表决值。

表1为烧嘴状态表决表，在上述步骤302和306中，如果烧嘴状态良好，正常燃烧，此时烧嘴的表决值为A1。如果烧嘴没有点燃但也没有出现故障，说明煤气供给曾经出现波动，也许已经恢复正常了，还要等待下一次点火来判断状态，此时烧嘴的表决值为A2。如果该区烧嘴反馈状态为点火故障，说明烧嘴已经尝试了自动点火但均未成功，此时为一票否决。

表1烧嘴状态表决表

表2为煤气流量状态表决表，在上述步骤304和306中，如果煤气流量正常，则表决值为B1，如果煤气流量偏小很多，且此时的时间点距离报警点在3秒以内，表决值为B2；在3-6秒之间，表决值为B3；在6-10秒以内，表决值为B4；在10-15秒以内，表决值为B5；大于15秒，直接否决。

表2煤气流量状态表决表

表3为炉压状态表决表，在上述步骤306中，表决模块采样炉压，如果炉压基本稳定，则表决结果为C1；如果炉压下降5％-10％，则表决结果为C2；如果炉压下降超过10％，则表决结果为C3。

表3炉压状态表决表

表4为炉温状态表决表，在上述步骤306中，表决模块采样炉温，如果炉温基本稳定，温降小于2度，则表决结果为D1；如果炉温的降幅大于2度小于5度，则表决结果为D2；如果炉温的降幅大于等于5度，则表决结果为D3。

表4炉温状态表决表

表5是板温状态表决表，在上述步骤306中，表决模块采样板温，如果板温的下降幅度小于5度，则表决结果为E1；如果板温的下降幅度大于等于5度小于10度，则表决结果为E2；如果板温的下降幅度大于等于10度，则表决结果为E3。

表5板温状态表决表

表6为废气温度状态表决表，在上述步骤306中，表决模块采样废气温度，如果废气温度的下降幅度小于5度，则表决结果为F1；如果废气温度的下降幅度大于等于5度小于10度，则表决结果为F2；如果废气温度的下降幅度大于等于10度，则表决结果为F3。

表6废气温度状态表决表

表7为上述六个系统参数分别对应的权重值，在上述步骤307～313中，每个参数的取值分别与表中的权重相乘。

表7参数权重表

表决仲裁系统的结构图如图4所示：烧嘴通过Profibus总线将燃烧状态传回系统；流量计和流量变送器检测煤气流量并将其转换为信号；压力变送器检测炉压；炉内热电偶测量炉温；废气烟道上的热电偶测量废气温度；每个区尾部的板温计测量该区板温。以上这些测量的结果传送到表决仲裁模块中作相应的判断。

表8所示为本发明的一个具体实施方式，其中，炉区煤气压力低压开关因管道内的颗粒暂时阻塞报警，如果没有表决仲裁算法，3秒后炉区将切断。

参数名称	烧嘴状态	煤气流量减少时间	炉压下降百分比
				参数值	正常燃烧	0秒	1％
表决结果	A1	B1	C1
				参数名称	炉温下降度数	板温下降度数	废气温度下降温度
参数值	1度	0.5度	0.5度
				表决结果	D1	E1	F1

表8煤气低压报警后相关参数表

采取本发明的连续退火炉压力报警的控制方法后，仲裁程序进行运行，监测煤气流量、空气流量、炉温、炉压、板温、烧嘴状态等数据量：烧嘴状态良好，并无烧嘴熄灭，表决结果为A1；炉温稳定，波动在2度以内，表决结果为D1；煤气流量基本稳定，波动小于5％，表决结果为B1；炉压波动也在5％以内，表决结果为C1；根据程序判断板温和废气温度也正常，表决结果分别为E1和F1。根据各变量的权值，仲裁结果为

A1*G1+B1*G2+C1*G3+D1*G4+E1*G5+F1*G6＜0＜H1(0.05)。

退火炉继续运行，避免了因为压力开关本身的原因导致的炉区停止运行。

本发明旨在提出一种连续退火炉压力报警的控制方法，当煤气管道低报警时，并不直接切断整个炉段的运行，而是通过外围多个参数值，如煤气流量、炉压、炉温、烧嘴燃烧情况、板温、废气温度等是否正常，按照重要程度分配权重，并统一进行表决，由仲裁模块最终作出判断是否切断炉压运行，这样比单一压力开关报警就切断炉区的做法更为合理和科学，避免了因为检测设备损坏而造成的误判，更大程度的确保了生产的顺行。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种连续退火炉压力报警的控制装置，包括压力开关低压报警模块，其特征是，还包括：

表决模块和仲裁模块；

所述压力开关低压报警模块触发所述表决模块；

所述表决模块采样多个系统状态，并根据所述系统状态分配对应的表决值，并将所述表决值发送给所述仲裁模块；所述多个系统状态包括烧嘴状态、煤气流量状态、炉压状态、炉温状态、板温状态和废气温度状态；

所述仲裁模块将所述表决值分别乘以权重，并将所述相乘后的表决值相加，得出仲裁结果，并根据所述仲裁结果控制所述退火炉继续运行或关闭；

所述仲裁结果＝烧嘴状态表决值×烧嘴状态权重值+煤气流量状态表决值×煤气流量状态权重值+炉压状态表决值×炉压状态权重值+炉温状态表决值×炉温状态权重值+板温状态表决值×板温状态权重值+废气温度状态表决值×废气温度状态权重值；

所述烧嘴状态表决值和所述煤气流量表决值包括否决项，当所述表决模块发送给所述仲裁模块的表决值中包括所述否决项时，所述仲裁模块直接控制所述退火炉关闭。

2.如权利要求1所述的连续退火炉压力报警的控制装置，其特征是：

所述仲裁模块控制所述退火炉继续运行时，发送报警信息。

3.一种连续退火炉压力报警的控制方法，其特征是：

压力开关低压报警模块发出警报时，触发表决模块；

所述表决模块采样多个系统状态，并根据所述系统状态分配对应的表决值，并将所述表决值发送给仲裁模块；所述多个系统状态包括烧嘴状态、煤气流量状态、炉压状态、炉温状态、板温状态和废气温度状态；

所述仲裁模块将所述表决值分别乘以权重，并将所述相乘后的表决值相加，得出仲裁结果，并根据所述仲裁结果控制所述退火炉继续运行或关闭；

所述仲裁结果＝烧嘴状态表决值×烧嘴状态权重值+煤气流量状态表决值×煤气流量状态权重值+炉压状态表决值×炉压状态权重值+炉温状态表决值×炉温状态权重值+板温状态表决值×板温状态权重值+废气温度状态表决值×废气温度状态权重值；

所述烧嘴状态表决值和所述煤气流量表决值包括否决项，当所述表决模块发送给所述仲裁模块的表决值中包括所述否决项时，所述仲裁模块直接控制所述退火炉关闭。

4.如权利要求3所述的连续退火炉压力报警的控制方法，其特征是：

所述仲裁模块控制所述退火炉继续运行时，发送报警信息。