CN113507755A - 一种加热控制系统及加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热控制系统及加热控制方法，包括设备状态监控装置、电磁感应加热器、数据处理模块、温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置；所述的温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置分别与所述的数据处理模块连接，所述的电磁感应加热器与所述的加热控制装置连接；所述的距离检测装置包括激光距离检测装置和接近传感器；所述的激光距离检测装置与所述的数据处理模块连接，所述的接近传感器与所述的模数转换器连接。通过本发明可以实现确保加热设备的良好运行的作用。

Description

一种加热控制系统及加热控制方法

技术领域

本发明涉及控制领域，具体是一种加热控制系统及加热控制方法。

背景技术

采用电磁感应加热材料，因其加热效果好，节能等优良的特性，得到了越来越广泛的应用，因此，如何确保设备的稳定良好运行，是当下需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种加热控制方法，包括如下步骤：

步骤一，对加热控制系统进行系统状态评估；系统启动时，对加热控制系统中所有的设备通过设备状态监控装置进行监控，获取启动时加热控制系统各设备的启动状态，若检测到加热控制系统中设备的启动状态异常，记录相关的异常状态信息及对应设备信息关联存储到错误状态寄存器，并对设备进行隔离；隔离完成后，判断加热控制系统能否运行，若能，则系统启动，否则，发出报警；

步骤二，系统启动后，对处于隔离状态的设备，获取设备的设备类型，并对设备异常状态进行判断，对不同异常状态进行状态分级，根据状态分级，采用对应状态分级的隔离方法对设备进行隔离，同时检测是否有新状态异常设备，若没有，则完成故障隔离，系统进入运行；若有，则进入步骤三；

步骤三，先将新状态异常设备信息与错误状态寄存器中存储的设备信息进行匹配，若匹配到相同的设备信息，则判断此设备为不稳定设备，获取此设备的设备类型，通过该类型设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离；若未匹配到相同的设备信息，则判断此设备为新故障设备，先将异常状态信息及对应设备信息存储到错误状态寄存器，再根据该设备的设备类型，进行故障检测与隔离，直到所有状态异常设备均完成故障检测与隔离，系统进入运行；

步骤四，系统进入运行后，对材料加热环境进行调整，将待加热材料放入电磁感应加热器，通过距离检测装置中的激光距离检测装置检测材料与电磁感应加热器的距离，将待加热材料与电磁感应加热器距离调整到设定的距离范围内；通过环境参数检测装置的接近传感器检测电磁感应加热器的安全距离范围内是否有物体存在，若没有物体存在，则完成材料加热环境调整；

步骤五，完成材料加热环境调整后，设定加工温度，根据加工温度电磁感应加热器对材料进行加热至加工温度，材料加热完成。

进一步的，所述的状态分级包括一级异常状态、二级异常状态和三级异常状态，所述的一级异常状态为设备一次启动失败，二次正常启动的状态；二级异常状态为设备启动失败次数大于一次，小于失败启动阈值；三级异常状态为设备启动失败次数大于或等于失败启动阈值。

进一步的，所述的根据状态分级，采用对应状态分级的隔离方法，包括：对一级异常状态和二级异常状态对应的设备进行异常标注，对三级异常状态对应的设备进行设备离线处理。

进一步的，所述的通过该类型设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离，包括如下过程：

所述的该类型设备的使用故障率

为：

其中的b为该类型设备接入系统的个数，

为异常状态次数，

为该类型设备总启动次数；

为该类型设备使用率，

，其中

为该类型设备在系统中以大于或等于额定功率运行的次数；

所述的该类型设备的历史故障率

为：

其中的m为该类型设备出厂的批次总数，

为第i批次的该类型设备的使用故障率

；

若设备的使用故障率

小于或等于设备的历史故障率

时，则重新启动设备，若启动失败，则对设备离线；若设备的使用故障率

大于设备的历史故障率

时，则对设备离线。

进一步的，所述的判断加热控制系统能否运行，包括如下过程，判断是否有核心设备存在异常状态，若是，则系统启动失败，若否，则系统能启动。

一种加热控制系统，包括设备状态监控装置、电磁感应加热器、数据处理模块、温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置；所述的温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置分别与所述的数据处理模块连接，所述的电磁感应加热器与所述的加热控制装置连接；

所述的环境参数检测装置包括空气温度传感器、空气湿度传感器、模数转换器；所述的空气温度传感器、空气湿度传感器分别与所述的模数转换器连接；所述的模数转换器与所述的数据处理模块连接；

所述的距离检测装置包括激光距离检测装置和接近传感器；所述的激光距离检测装置与所述的数据处理模块连接，所述的接近传感器与所述的模数转换器连接。

本发明的有益效果是：本发明通过对加热系统启动时故障检测，材料加热前进行安全距离监控，从而确保加热设备的良好运行。

附图说明

图1为一种加热控制系统的原理示意图；

图2为加热控制方法的流程示意图；

图3为实施例厚壁管嘴成型方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种加热控制系统，包括设备状态监控装置、电磁感应加热器、数据处理模块、温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置；所述的温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置分别与所述的数据处理模块连接，所述的电磁感应加热器与所述的加热控制装置连接；

所述的环境参数检测装置包括空气温度传感器、空气湿度传感器、模数转换器；所述的空气温度传感器、空气湿度传感器分别与所述的模数转换器连接；所述的模数转换器与所述的数据处理模块连接；

所述的距离检测装置包括激光距离检测装置和接近传感器；所述的激光距离检测装置与所述的数据处理模块连接，所述的接近传感器与所述的模数转换器连接。

如图2所示的一种用于加热控制系统的加热控制方法，包括如下步骤：

步骤一，对加热控制系统进行系统状态评估；系统启动时，对加热控制系统中所有的设备通过设备状态监控装置进行监控，获取启动时加热控制系统各设备的启动状态，若检测到加热控制系统中设备的启动状态异常，记录相关的异常状态信息及对应设备信息关联存储到错误状态寄存器，并对设备进行隔离；隔离完成后，判断加热控制系统能否运行，若能，则系统启动，否则，发出报警；

步骤二，系统启动后，对处于隔离状态的设备，获取设备的设备类型，并对设备异常状态进行判断，对不同异常状态进行状态分级，根据状态分级，采用对应状态分级的隔离方法对设备进行隔离，同时检测是否有新状态异常设备，若没有，则完成故障隔离，系统进入运行；若有，则进入步骤三；

步骤三，先将新状态异常设备信息与错误状态寄存器中存储的设备信息进行匹配，若匹配到相同的设备信息，则判断此设备为不稳定设备，获取此设备的设备类型，通过该类型设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离；若未匹配到相同的设备信息，则判断此设备为新故障设备，先将异常状态信息及对应设备信息存储到错误状态寄存器，再根据该设备的设备类型，进行故障检测与隔离，直到所有状态异常设备均完成故障检测与隔离，系统进入运行；

步骤四，系统进入运行后，对材料加热环境进行调整，将待加热材料放入电磁感应加热器，通过距离检测装置中的激光距离检测装置检测材料与电磁感应加热器的距离，将待加热材料与电磁感应加热器距离调整到设定的距离范围内；通过环境参数检测装置的接近传感器检测电磁感应加热器的安全距离范围内是否有物体存在，若没有物体存在，则完成材料加热环境调整；

步骤五，完成材料加热环境调整后，设定加工温度，根据加工温度电磁感应加热器对材料进行加热至加工温度，材料加热完成。

所述的状态分级包括一级异常状态、二级异常状态和三级异常状态，所述的一级异常状态为设备一次启动失败，二次正常启动的状态；二级异常状态为设备启动失败次数大于一次，小于失败启动阈值；三级异常状态为设备启动失败次数大于或等于失败启动阈值。

所述的根据状态分级，采用对应状态分级的隔离方法，包括：对一级异常状态和二级异常状态对应的设备进行异常标注，对三级异常状态对应的设备进行设备离线处理。

所述的通过该类型设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离，包括如下过程：

所述的该类型设备的使用故障率

为：

其中的b为该类型设备接入系统的个数，

为异常状态次数，

为该类型设备总启动次数；

为该类型设备使用率，

，其中

为该类型设备在系统中以大于或等于额定功率运行的次数；

所述的该类型设备的历史故障率

为：

其中的m为该类型设备出厂的批次总数，

为第i批次的该类型设备的使用故障率

；

若设备的使用故障率

小于或等于设备的历史故障率

时，则重新启动设备，若启动失败，则对设备离线；若设备的使用故障率

大于设备的历史故障率

时，则对设备离线。

所述的判断加热控制系统能否运行，包括如下过程，判断是否有核心设备存在异常状态，若是，则系统启动失败，若否，则系统能启动。

具体的，如图3所示的应用加热控制系统和加热控制方法的厚壁管嘴成型方法，包括如下步骤：

步骤1，在钢管上预成型管嘴的中心部位开预制孔，预制孔为跑道式形状，其长轴沿管道轴线方向；

步骤2，采用电磁感应加热器对钢管预成形管嘴部位进行加热；

步骤3，加热完成后，将挤压冲头放于液压装置上，并将液压装置置于加热完成后的预制孔的正下方并固定，将外模定位在预挤压区域的正上方；

步骤4，下移外模，使外模弧面与钢管外壁紧密贴合，启动液压装置，活塞杆推动挤压冲头上行，挤压管壁，成形出所需尺寸的管嘴。

进一步的，所述的预制孔的开孔尺寸由公式计算确定：

（D²-d²）h=（d²-A²）t

式中：D为管嘴的外圆直径，d为管嘴的内孔直径，h为管嘴高度，A为预制孔的长轴长，t为管道的厚度。

具体的，以厚壁管嘴成型过程为例，采用热挤压工艺成形管嘴，从管坯内向外施加挤压力，使钢管管坯母材向外塑性变形成型所需尺寸的管嘴，不切断钢管母管与管嘴的纤维组织，实现管嘴与母管整体连接，并且需要一次成型，如果多道挤压就涉及多次加热，造成管嘴的晶粒度不易控制，因此需要一次加热一次成形，需要加热设备工作稳定，在钢管上预成型管嘴的中心部位开预制孔，预制孔形状为跑道形，其长轴沿管道轴线方向；采用中频感应加热线圈对钢管预成形管嘴部位进行加热，加热温度控制在750℃~1000℃范围内；将挤压冲头放于液压装置上，挤压冲头的顶部跑道形凸台与预制孔配合，实现挤压冲头与预制孔的中心对齐，并将液压装置固定，将外模定位在预挤压区域的正上方；下移外模，使外模弧面与钢管外壁紧密贴合，启动液压装置，活塞杆推动挤压冲头上行，挤压管壁，成形出所需尺寸的管嘴。挤压冲头外形轮廓呈抛物线状，其结构的下半部分尺寸与预成型管嘴的内部尺寸一致，上半部分的抛物线结构决定管嘴的成形高度和管嘴厚度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种加热控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，对加热控制系统进行系统状态评估；系统启动时，对加热控制系统中所有的设备通过设备状态监控装置进行监控，获取启动时加热控制系统各设备的启动状态，若检测到加热控制系统中设备的启动状态异常，记录相关的异常状态信息及对应设备信息关联存储到错误状态寄存器，并对设备进行隔离；隔离完成后，判断加热控制系统能否运行，若能，则系统启动，否则，发出报警；

步骤二，系统启动后，对处于隔离状态的设备，获取设备的设备类型，并对设备异常状态进行判断，对不同异常状态进行状态分级，根据状态分级，采用对应状态分级的隔离方法对设备进行隔离，同时检测是否有新状态异常设备，若没有，则完成故障隔离，系统进入运行；若有，则进入步骤三；

步骤三，先将新状态异常设备信息与错误状态寄存器中存储的设备信息进行匹配，若匹配到相同的设备信息，则判断此设备为不稳定设备，获取此设备的设备类型，通过该类型设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离；若未匹配到相同的设备信息，则判断此设备为新故障设备，先将异常状态信息及对应设备信息存储到错误状态寄存器，再根据该设备的设备类型，进行故障检测与隔离，直到所有状态异常设备均完成故障检测与隔离，系统进入运行；

步骤四，系统进入运行后，对材料加热环境进行调整，将待加热材料放入电磁感应加热器，通过距离检测装置中的激光距离检测装置检测材料与电磁感应加热器的距离，将待加热材料与电磁感应加热器距离调整到设定的距离范围内；通过环境参数检测装置的接近传感器检测电磁感应加热器的安全距离范围内是否有物体存在，若没有物体存在，则完成材料加热环境调整；

步骤五，完成材料加热环境调整后，设定加工温度，根据加工温度电磁感应加热器对材料进行加热至加工温度，材料加热完成。

2.根据权利要求1所述的一种加热控制方法，其特征在于，所述的状态分级包括一级异常状态、二级异常状态和三级异常状态，所述的一级异常状态为设备一次启动失败，二次正常启动的状态；二级异常状态为设备启动失败次数大于一次，小于失败启动阈值；三级异常状态为设备启动失败次数大于或等于失败启动阈值。

3.根据权利要求1所述的一种加热控制方法，其特征在于，所述的根据状态分级，采用对应状态分级的隔离方法，包括：对一级异常状态和二级异常状态对应的设备进行异常标注，对三级异常状态对应的设备进行设备离线处理。

4.根据权利要求1所述的一种加热控制方法，其特征在于，所述的通过该类型设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离，包括如下过程：

所述的该类型设备的使用故障率

为：

其中的b为该类型设备接入系统的个数，

为异常状态次数，

为该类型设备总启动次数；

为该类型设备使用率，

，其中

为该类型设备在系统中以大于或等于额定功率运行的次数；

所述的该类型设备的历史故障率

为：

其中的m为该类型设备出厂的批次总数，

为第i批次的该类型设备的使用故障率

；

若设备的使用故障率

小于或等于设备的历史故障率

时，则重新启动设备，若启动失败，则对设备离线；若设备的使用故障率

大于设备的历史故障率

时，则对设备离线。

5.根据权利要求1所述的一种加热控制方法，其特征在于，所述的判断加热控制系统能否运行，包括如下过程，判断是否有核心设备存在异常状态，若是，则系统启动失败，若否，则系统能启动。

6.一种应用权利要求1-5任一的加热控制方法的加热控制系统，其特征在于，包括设备状态监控装置、电磁感应加热器、数据处理模块、温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置；所述的温度监测模块、数据存储模块、通信装置、数据输入模块、显示模块、加热控制装置、环境参数检测装置、距离检测装置分别与所述的数据处理模块连接，所述的电磁感应加热器与所述的加热控制装置连接；

所述的环境参数检测装置包括空气温度传感器、空气湿度传感器、模数转换器；所述的空气温度传感器、空气湿度传感器分别与所述的模数转换器连接；所述的模数转换器与所述的数据处理模块连接；

所述的距离检测装置包括激光距离检测装置和接近传感器；所述的激光距离检测装置与所述的数据处理模块连接，所述的接近传感器与所述的模数转换器连接。

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