CN104635668A - 一种炼钢检化验生产自动控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼钢检化验生产自动控制系统，包括L2控制系统、自动分析控制系统、风动送样控制系统、分析仪计算机以及分析数据存储系统；所述的L2控制系统用于炼钢生产各生产单元的过程控制系统，自动分析控制系统用于控制分析系统的自动控制；风动送样控制系统用于炼钢各生产单元的风动送样控制系统，分析仪计算机接收自动分析控制系统下达的试样信息，自动将试样信息通过网络上传至分析数据存储系统；本发明可以节省大量的辅助时间，缩短钢水冶炼的周期，产生可观的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼钢控制系统，特别涉及一种炼钢检化验生产自动控制系统及其控制方法。
背景技术
随着钢铁行业大型化发展以及企业间的激烈竞争，为了效益最大化和产能最大化，钢厂千方百计地减少炼钢的辅助时间，缩短试样分析用时就是其中的一个重要手段。
试样代码是试样的唯一标识码，由两部分组成，第一部分是炉次号，是一炉钢水的唯一标识码，第二部分是试样代码，是钢水在不同冶炼阶段试样的唯一标识码。
传统的做法是在人工取样后，由人工在纸质的样票上人工填写代表该试样的炉次号和试样代码，装在炮弹（装载试样的容器）中由风动送样装置送至化验室，由分析人员人工将炉次号和试样代码输入分析计算机（分析仪器自带的计算机），人工制样、分析后随同其分析的元素成份值上传至上位机，供钢厂判断钢水成份使用。使用传统的方法，具有以下缺点，一是送样人员（将试样装入炮弹且放入风动送样设备进行送样的操作人员）人工填写样票，需要花费辅助时间，而且容易导致笔误以及纸质的样票容易在高温状态下烧坏；二是由分析人员手动输入炉次号和试样代码到分析计算机中，需要花费一定的辅助时间，而且容易输错。由于传统的方法需要花费一定的辅助时间，影响炼钢的冶炼周期。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题，提供了一种炼钢检化验生产自动控制系统及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种炼钢检化验生产自动控制系统，包括 L2控制系统、自动分析控制系统、风动送样控制系统、分析仪计算机以及分析数据存储系统；所述的L2控制系统用于炼钢生产各生产单元的过程控制系统，其通过通信系统与自动分析控制系统相连；所述的自动分析控制系统用于控制分析系统的自动控制；所述的风动送样控制系统用于炼钢各生产单元的风动送样控制系统，控制送样通过风动送样管道将试样送达炼钢化验室，其通过通信系统与自动分析控制系统相连；所述的分析仪计算机接收自动分析控制系统下达的试样信息，在分析结束后自动将试样信息通过网络上传至分析数据存储系统；所述的分析数据存储系统用于存储炼钢试样分析结果并上传至各生产单元的L2控制系统。
本发明还公开了一种炼钢检化验生产自动控制系统的控制方法，包括如下步骤：
（1）、在炉次开始时，L2控制系统自动生成或获取炉次号，并通过通信系统将炉次号送自动分析控制系统；
（2）、各生产单元对应一条风动送到管道，自动分析控制系统将管道与生产单元进行组对编码并一一对应；
（3）、自动分析控制系统接收L2控制系统控制过程下达的炉次号；
（4）、自动分析控制系统对各个生产单元的试样代码进行编码，并存储于缓冲区内；
（5）、自动分析控制系统在接收到L2控制系统下达的炉次号时，将对应的炉次号和对应生产单元的试样代码组下发风动送样控制系统；
（6）、风动送样控制系统在发送试样时，同时将试样的信息包括炉次号和试样代码，根据接收风动送样控制系统上传的试样信息进行试样分析的自动控制；
（7）、试样分析的自动控制；
7．1对所有的制样仪器编码，并设置优先级；
7．2对所有的分析仪器编码，并设置优先级；
7．3不同类型的试样与制样仪器类别设置对应关系，同时，不同类型的试样与分析仪器类别设置对应关系；
7．4在试样到达化验室后，根据接受的试样的信息，通过PLC控制机械手将试样送达空闲的优先级别最高的制样仪器上并控制制样；
7．5在制样完成后，通过PLC控制机械手将试样送达空闲的优先级别最高的分析仪器上，同时将试样的信息包括炉次号和试样代码送分析仪器对应的计算机，并下达分析指令给分析计算机，由分析计算机控制分析仪进行分析。
有益效果：
本发明提供的一种炼钢检化验生产自动控制系统及其控制方法，在炼钢化验室进行试样分析结束后，将试样的炉次号、试样代码以及对应分析结果（成份信息）送各相关系统，供各系统进行钢水等级判定、模型计算使用，试样代码的自动生成可以节省大量的辅助时间，缩短钢水冶炼的周期，产生可观的经济效益。
附图说明
附图1是本发明系统结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，一种炼钢检化验生产自动控制系统，包括如下系统：L2控制系统；自动分析控制系统；风动送样控制系统；分析仪计算机；分析数据存储系统。
L2控制系统：炼钢生产各生产单元的过程控制系统，用于控制各生产单元的过程控制；自动分析控制系统：用于控制分析系统的自动控制；风动送样控制系统：炼钢各生产单元的风动送样控制系统，控制送样通过风动送样管道将试样送达炼钢化验室；分析仪计算机：各试样分析仪器自带的控制计算机；分析数据存储系统：用于存储炼钢试样分析结果并上传至各生产单元的L2控制系统。
本发明还公开了一种炼钢检化验生产自动控制系统的控制方法，包括如下控制步骤：
所述的L2控制系统，用于控制炼钢生产各生产单元的过程控制。在炉次开始时，L2控制系统自动生成（或获取）炉次号，并通过通信系统将炉次号送自动分析控制系统。
所述的自动分析控制系统，用于控制分析系统的自动控制。包括如下实现技术：
（1）各生产单元对应一条风动送到管道，自动分析控制系统将管道与生产单元进行组对编码并一一对应，如1号转炉编号为Z01，对应的管道为GZ01。
（2）接收L2控制系统控制过程下达的炉次号
在炉次开始时，接收L2控制系统下达的炉次号。
（3）生成试样代码
自动分析控制系统对各个生产单元的试样代码进行编码，并存储于缓冲区内。
（4）将试样对应的炉次号和试样代码下达风动送样控制系统
在接收到L2控制系统下达的炉次号时，将对应的炉次号和对应生产单元的试样代码组下发风动送样控制系统。
（5）接收风动送样控制系统送达化验室试样的信息
风动送样控制系统在发送试样时，同时将试样的信息包括炉次号和试样代码，根据接收风动送样控制系统上传的试样信息进行试样分析的自动控制。
（6）试样分析的自动控制
① 对所有的制样仪器编码，并设置优先级；
② 对所有的分析仪器编码，并设置优先级；
③ 不同类型的试样与制样仪器类别设置对应关系，同时，不同类型的试样与分析仪器类别设置对应关系；
④ 在试样到达化验室后，根据接受的试样的信息，通过PLC控制机械手将试样送达空闲的优先级别最高的制样仪器上并控制制样；
⑤ 在制样完成后，通过PLC控制机械手将试样送达空闲的优先级别最高的分析仪器上，同时将试样的信息包括炉次号和试样代码送分析仪器对应的计算机，并下达分析指令给分析计算机，由分析计算机控制分析仪进行分析。
所述的风动送样控制系统，用于控制炮弹的自动发送，包括如下技术：
接收自动分析控制系统下达的试样信息，包括炉次号和试样代码，按顺序并形成试样信息队列并存于缓存区中，试样信息队列形式如：炉次号，试样代码1；炉次号，试样代码2；炉次号，试样代码3；……。在接收新的试样信息后清除原有试样信息队列，生成新的试样信息。风动送样控制系统的管道送样端有显示装置，按顺序显示试样信息队列。
炼钢各生产单元的风动送样控制系统的管道送样端有显示装置，按顺序显示试样信息队列；在送样操作人员送样时，自动选择试样信息队列的首条信息送自动分析控制系统，同时清除试样信息队列中的首条信息；以此类推，直至接收自动分析控制系统下达新的试样信息；送样操作人员送样前，可以对队列信息进行修改，用于纠正某一系统故障时出现的错误。
所述的分析仪计算机，是试样分析仪器自带的控制计算机，接收自动分析控制系统的试样信息，在机械手将试样送分析仪动作完成后，根据自动分析控制系统的分析指令，控制分析仪进行试样分析；在分析结束后自动将试样信息（包括炉次号、试样代码）和分析结果通过网络上传至分析数据存储系统；
所述的分析数据存储系统，用于存储炼钢试样分析结果（包括炉次号、试样代码以及成份信息）并上传至各生产单元的L2控制系统。
下面结合炼钢生产过程中具体的步骤，对本发明的控制系统的控制及其方法作进一步说明：
实施例1：
以炼钢转炉试样分析为例，假定某炼钢厂有3座转炉，对应有3条送样管道，一个转炉L2过程控制系统。
自动分析控制系统将3条管道与3座转炉进行组对编码并一一对应，1号转炉编号为Z01，对应的管道为GZ01；1号转炉编号为Z02，对应的管道为GZ02；1号转炉编号为Z03，对应的管道为GZ03；3座转炉公用一个L2系统，称为转炉L2。自动分析控制系统定义转炉试样代码，1号转炉第一个试样的代码为1101，第二个试样的代码为1111；2号转炉第一个试样的代码为1201，第二个试样的代码为1211；3号转炉第一个试样的代码为1301，第二个试样的代码为1311。自动分析控制系统定义制样仪器代码及其优先级和分析仪器代码及其优先级。 转炉L2系统在1号转炉炉次开始时，转炉L2系统自动生成炉次号，假定为1031232，转炉L2系统将1031232发送到自动分析控制系统；
自动分析控制系统接收转炉L2系统发来的炉次号1031232后，将炉次号和试样代码1031232、1101和1111送风动送样控制系统；
送风动送样控制系统接收自动分析控制系统的炉次号和试样代码1031232、1101和1111后，生成试样信息队列1031232、1101和1031232、1111，清除原有试样信息队列，并将新的队列信息按顺序显示在风动送样控制系统1号转炉对应的管道GZ01送样端显示装置上。
送风动送样控制系统管道GZ01的送试样触发事件时，系统自动选择试样信息队列中的1031232、1101记录送自动分析控制系统，系统清除试样信息队列中的1031232、1101记录；第二次送样时，选择试样信息队列中的1031232、1111记录送自动分析控制系统；
自动分析控制系统接收试样信息后，通过PLC控制机械手将送空闲的优先级最高的2号磨样机（制样机的一种）制样；磨样结束后，通过PLC控制机械手将送空闲的优先级最高的1号直读光谱仪（分析仪的一种），同时将试样信息1031232、1101送1号直读光谱仪的分析计算机，且下达分析指令。
1号直读光谱仪的分析计算机接收自动分析控制系统下发的试样信息和分析指令后，控制1号直读光谱仪进行试样分析；试样分析结束后，1号直读光谱仪的分析计算机将试样信息1031232、1101以及分析结果送分析数据存储系统；
分析数据存储系统接收1号直读光谱仪的分析计算机送来的试样信息1031232、1101以及分析结果后，在存储系统中存储该信息，并上传给转炉L2系统及其他相关的系统。
实施例2：
以炼钢真空精炼炉试样分析为例，假定某炼钢厂有2座真空精炼炉，对应有2条送样管道，2个真空精炼炉L2过程控制系统。
（1）自动分析控制系统将2条管道与2座真空精炼炉进行组对编码并一一对应，1号真空精炼炉编号为ZK01，对应的管道为GZK01；2号真空精炼炉编号为ZK02，对应的管道为GZK02；2座真空精炼炉的2各L2系统分别为ZK1L2、ZK2L2。自动分析控制系统定义真空精炼炉试样代码，1号真空精炼炉第一个试样的代码为1401，第二个试样的代码为1411；2号真空精炼炉第一个试样的代码为1501，第二个试样的代码为1511。自动分析控制系统定义制样仪器代码及其优先级和分析仪器代码及其优先级。
（2）1号真空精炼炉L2系统ZK1L2在1号真空精炼炉炉次开始时，获取炉次号，假定为1031233，ZK1L2系统将1031233发送到自动分析控制系统；
（3）自动分析控制系统接收ZK1L2发来的炉次号1031233后，将炉次号和试样代码1031233、1401和1411送风动送样控制系统；
（4）送风动送样控制系统接收自动分析控制系统的炉次号和试样代码1031233、1401和1411后，生成试样信息队列1031233、1401和1031233、1411，清除管道GZK01原有试样信息队列，并将新的队列信息按顺序显示在风动送样控制系统1号转炉对应的管道GZK01送样端显示装置上。
（5）送风动送样控制系统触管道GZK01发送试样事件时，系统自动选择试样信息队列中的1031233、1401记录送自动分析控制系统，系统清除试样信息队列中的1031233、1401记录；第二次送样时，选择试样信息队列中的1031233、1411记录送自动分析控制系统；
（6）自动分析控制系统接收试样信息后，通过PLC控制机械手将送空闲的优先级最高的1号磨样机（制样机的一种）制样；磨样结束后，通过PLC控制机械手将送空闲的优先级最高的2号直读光谱仪（分析仪的一种），同时将试样信息1031233、1401送2号直读光谱仪的分析计算机，且下达分析指令。
（7）2号直读光谱仪的分析计算机接收自动分析控制系统下发的试样信息和分析指令后，控制2号直读光谱仪进行试样分析；试样分析结束后，2号直读光谱仪的分析计算机将试样信息1031233、1401以及分析结果送分析数据存储系统；
分析数据存储系统接收2号直读光谱仪的分析计算机送来的试样信息1031233、1401以及分析结果后，在存储系统中存储该信息，并上传给转炉L2系统及其他相关的系统。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种炼钢检化验生产自动控制系统，其特征在于：包括 L2控制系统、自动分析控制系统、风动送样控制系统、分析仪计算机以及分析数据存储系统；所述的L2控制系统用于炼钢生产各生产单元的过程控制系统，其通过通信系统与自动分析控制系统相连；所述的自动分析控制系统用于控制分析系统的自动控制；所述的风动送样控制系统用于炼钢各生产单元的风动送样控制系统，控制送样通过风动送样管道将试样送达炼钢化验室，其通过通信系统与自动分析控制系统相连；所述的分析仪计算机接收自动分析控制系统下达的试样信息，在分析结束后自动将试样信息通过网络上传至分析数据存储系统；所述的分析数据存储系统用于存储炼钢试样分析结果并上传至各生产单元的L2控制系统。
2.一种如权利要求1所述的炼钢检化验生产自动控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、在炉次开始时，L2控制系统自动生成或获取炉次号，并通过通信系统将炉次号送自动分析控制系统；
（2）、各生产单元对应一条风动送到管道，自动分析控制系统将管道与生产单元进行组对编码并一一对应；
（3）、自动分析控制系统接收L2控制系统控制过程下达的炉次号；
（4）、自动分析控制系统对各个生产单元的试样代码进行编码，并存储于缓冲区内；
（5）、自动分析控制系统在接收到L2控制系统下达的炉次号时，将对应的炉次号和对应生产单元的试样代码组下发风动送样控制系统；
（6）、风动送样控制系统在发送试样时，同时将试样的信息包括炉次号和试样代码，根据接收风动送样控制系统上传的试样信息进行试样分析的自动控制；
（7）、试样分析的自动控制；
7．1对所有的制样仪器编码，并设置优先级；
7．2对所有的分析仪器编码，并设置优先级；
7．3不同类型的试样与制样仪器类别设置对应关系，同时，不同类型的试样与分析仪器类别设置对应关系；
7．4在试样到达化验室后，根据接受的试样的信息，通过PLC控制机械手将试样送达空闲的优先级别最高的制样仪器上并控制制样；
7．5在制样完成后，通过PLC控制机械手将试样送达空闲的优先级别最高的分析仪器上，同时将试样的信息包括炉次号和试样代码送分析仪器对应的计算机，并下达分析指令给分析计算机，由分析计算机控制分析仪进行分析。
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