CN115109919B - 一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过程控制领域。一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法，包括以下步骤：步骤一：当某一炉台有起泵要求，则炉台PLC向公辅PLC发出起泵请求；步骤二：炉台PLC实时监控本炉台液压泵请求时间；步骤三：报警；步骤四：规定的停止时间过后，若此时该炉台仍然发出起泵请求，且“液压泵请求超时”报警已接收，则液压泵恢复接受该炉台请求，启动运转；步骤五：若规定时间即强制该炉台停止向公辅液压泵发起泵请求的时间已到，报警也被接收；步骤六：报警在操作画面实时显示、可被操作确认、接收，且进入统计即有回溯查看功能。本方法有效解决了罩式炉公辅液压泵因故超时运转造成隐患的问题。

Description

一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法

技术领域

本发明涉及过程控制领域，尤其涉及一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法。

背景技术

罩式炉生产中，内罩通过液压缸压紧在炉台上实现密封。每个炉台配备一套炉台液压单元，具体执行各个炉台液压缸的动作即内罩的压紧和释放。而罩式炉基本上都是以炉群形式存在的，每个炉群配一个公辅液压单元，核心设备是液压泵。炉台液压单元的动作基于或者说源于公辅液压泵的运作。公辅系统液压单元随时接收炉群内各个炉台的起泵请求，负责维系整个区（炉群）各炉台的内罩压紧、维持压紧和释放。

当某一炉台需要压紧或卸压，或者已压紧出现压力不足时，向公辅液压单元发出起泵请求。正常情况下，公辅液压单一旦收到请求，则起泵运行一定时间，这个时间是设定好的，例如本例中是一分钟。一分钟后，若相应请求的事件已完成，即夹紧（卸压）压力已达到，则停止运行；若事件未完成或新的请求已送达，则继续运行。（在此提一下，同样是公辅液压泵运转，而炉台内罩的夹紧和卸压，即炉台液压缸的动作方向是通过炉台PLC控制炉台液压单元电磁阀组的开闭形成不同回路实现的。由于和本论述主题无涉，故不予累叙。）

一般来说，一个请求触发的公辅液压泵单位运行时间（例如本例中是一分钟）足以满足单个请求需要，且罩式炉是周期性生产设备，单个炉台一个退火周期数十小时不等。即理论上正常情况不会造成液压泵的较长时间连续运行。但非正常情况，例如某个（或某几个）炉台液压缸或管道有泄露，或者有传感器错误，或者人为强制使系统认为压力始终不能满足当前动作要求，则会引起液压泵连续运转，超过一定限度引发液压单元故障报警。例如：“公辅液压油温过高”、“公辅液压泵故障”等。

显然若公辅液压泵或者说公辅液压单元出现故障，将影响整个炉群的正常生产和安全。而且一般来说这种问题不易提前察觉，而且有累积效应。一旦已经形成故障事实，报出警来，又无特效手段，只能待其恢复，影响时间较长。而且（至少对本例而言）原系统对故障炉台没有明确指向，增加了当班管控难度，加大故障风险。

本方法就是要在本质层面解决这个问题。既要有明确的预警，保证泵的安全运行，也要在即使出现问题因素时，尽可能保证维持现有生产。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法。

本发明的目的是这样实现的：一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法，包括以下步骤：步骤一：当某一炉台有起泵要求，则炉台PLC向公辅PLC发出起泵请求，公辅PLC向公辅液压泵发出起泵命令，液压泵启动，炉台液压单元根据炉台PLC的动作控制信号，使相应的电磁阀导通，从而使炉台液压缸压紧或释放；步骤二：炉台PLC实时监控本炉台液压泵请求时间，正常情况下，一个请求触发公辅液压泵运行一个时间单位即1～5分钟，若这一个时间单位不能完成相关动作，则持续发出申请；若某一炉台持续发出起泵请求达到20～60分钟，则发出一个指向明确的声光报警，报警在操作监控HMI上显示，并强制保留5～20分钟，即5～20分钟以后报警才可以被接收并允许从报警栏消失，以警示操作人员和相关专业人员故障炉台所在及组织处理；步骤三：报警后，强制该炉台停止向公辅液压泵发送起泵请求10～60分钟，即此时公辅液压泵不被该故障炉台请求所占用，可以和其它炉台正常交互，若没有其它炉台请求，则液压泵停止运转；步骤四：规定的停止时间过后，若此时该炉台仍然发出起泵请求，且“液压泵请求超时”报警已接收，则液压泵恢复接受该炉台请求，启动运转，也可选择不接收报警，则液压泵继续不接受该炉台液压请求，即强制时间已过，仍可利用“液压泵请求超时”报警限制相关炉台的液压请求，直到操作人员和相关专业人员认为问题已解决再接收报警；步骤五：若规定时间即强制该炉台停止向公辅液压泵发起泵请求的时间已到，报警也被接收，操作人员也没有干预退火进程，而相关炉台问题仍存在，则又进入炉台请求、公辅液压单元接受请求起泵运行、炉台请求超时报警、强制炉台停止起泵请求，这一保护动作过程，但由于公辅液压泵已不是连续运行，故不会产生故障性后果，且整个炉群生产得以维系；步骤六：报警在操作画面实时显示、可被操作确认、接收，且进入统计即有回溯查看功能。

本发明的有益效果是：本方法有效解决了罩式炉公辅液压泵因故超时运转造成隐患的问题。安全生产得到保证：

①. 原来只有液压单元出现报警时才引起注意，而此时液压单元或者液压泵已经不堪重负，新的锁紧、释放不能进行，且恢复时间较长，影响生产和安全；现在有异常运作会被及时发现、制止和提醒处理。

②．原来液压泵报警没有任何故障炉台指向，需一个一个炉台查，而且受多种因素制约，存在一定不确定性；现在指向明确，方便及时准确处理。即使不在生产状态的炉台同样会准确报警。且保护功能自动启动，即使人员不到位也不会出现原来那样的泵及液压单元报警失能的后果。

③.本方法运行后，与退火日志、报警统计有机结合，可以明确某个炉台液压方面是否有问题，避免扯皮。这对运行中内泄等不易察觉的“慢性病”问题判断很有帮助。

④．就本例来说，实施前一年内每月均出现公辅液压单元非正常运作导致的报警，实施后一次也未出现。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

保护罩式炉液压单元不致因非正常请求而超负荷运转引发故障；合理判断炉台的非正常液压请求并明确报警提示。同时当在生产进行中炉台液压方面出现状况，既要保证公辅液压单元的安全，又要尽可能保证液压泵的正常运行，从而维持现有生产。

本方法针对炉群内各个炉台PLC站进行，通过判断和限制炉台的非正常液压起泵请求并明确报警提示、合理设置各保护性时间节点，从而实现公辅液压单元自动保护。

方法满足以下几个方面：

①公辅PLC除和各炉台PLC站通讯外，还和上位机通讯，还有其它各种介质的控制和各种信号的处理。故此保护功能发挥作用时，要保证公辅与故障炉台其它信息交互不受影响，同时要保证公辅与其它炉台的通讯及逻辑连锁没有任何影响。

② 现有报警对哪个炉台造成(或可能造成)公辅液压故障没有明确的指向性，给预防、维护、查找、及时整治带来困难。此保护功能要有明确的预先报警提示和故障炉台指向性。

③. 因为引发故障的很多因素是在生产过程中出现的，即在退火进行中炉台液压系统出现问题（例如内泄）。即时处理不现实，这就要考虑既不能使之引发公辅液压泵报警故障，又要使液压泵工作维持系统压力。

④．即使炉台在非正常或非生产状态，若有非正常液压请求，也必须指明、报警和自动干预处理。例如手动强制（而非自动完成）卸压未恢复，液压泵也会认为卸压动作未完成而一直运转，恰恰这种情况炉台往往进入检修，不在生产状态，容易被忽视而使液压泵超负荷引发故障。

具体实施如下：

①. 如图，当某一炉台有起泵要求，则炉台PLC向公辅PLC发出起泵请求， 公辅PLC向公辅液压泵发出起泵命令，液压泵启动，炉台液压单元则根据炉台PLC的动作控制信号，使相应的电磁阀导通，从而使炉台液压缸压紧或释放。

②．炉台PLC实时监控本炉台液压泵请求时间，正常情况下一个请求触发公辅液压泵运行一个时间单位（1～5分钟）即可。若这一个时间单位不能完成相关动作（判断不能完成的逻辑与本专利申请无直间关系，不累述），则持续发出申请。若某一炉台持续发出起泵请求达到20～60分钟，则发出一个指向明确的声光报警（本例中为此炉台22#报警：液压泵请求超时）。报警在操作监控HMI上显示，并强制保留5～20分钟。即5～20分钟以后才可以被接收并允许从报警栏消失。以警示操作人员和相关专业人员故障炉台所在及组织处理。

③．报警后，强制该炉台停止向公辅液压泵发送起泵请求10～60分钟。即此时公辅液压泵不被该故障炉台请求所占用，可以和其它炉台正常交互，若没有其它炉台请求，则液压泵停止运转。

④. 规定的停止时间过后，若此时该炉台仍然发出起泵请求，且“液压泵请求超时”报警已接收，则液压泵恢复接受该炉台请求，启动运转。也可选择不接收报警，则液压泵继续不接受该炉台液压请求。即：即使强制时间已过，仍可利用“液压泵请求超时”报警限制相关炉台的液压请求，直到相关人员认为问题已解决再接收报警。由于报警提示有明确的炉台指向，时间上既有自动强制，又有工艺操作人员的可掌控性（选择是否接收报警），故操作人员和相关专业人员可以有针对地发现、处理相关问题。

⑤. 若规定时间（即强制该炉台停止向公辅液压泵发起泵请求的时间）已到，报警也被接收，操作人员也没有干预退火进程，而相关炉台问题仍存在，则又进入炉台请求、公辅液压单元接受请求起泵运行、炉台请求超时报警、强制炉台停止起泵请求，这一保护动作过程。但由于公辅液压泵已不是连续运行，故不会产生故障性后果，且整个炉群生产得以维系。

⑥. 报警在操作画面实时显示、可被操作（确认、接收），且进入统计。即有回溯查看功能。

这种罩式炉公辅液压单元自动保护方法已在太钢热连轧厂罩式炉投入使用。每个炉群有10至15个炉台不等，配一个公辅液压单元。所用PLC为西门子S7-300，CPU为315-2DP。公辅PLC站与各炉台PLC站通过DP现场总线相连并交互信号。每个炉台配备一套炉台液压单元，具体执行各个炉台液压缸的动作即内罩的压紧和释放。炉台液压单元的动作基于或者说源于公辅液压泵的运作。公辅系统液压单元随时接收炉群内各个炉台的起泵请求，负责维系整个区（炉群）各炉台的内罩压紧、维持压紧和释放。

各炉台PLC中相关具体功能如下：

①. 若某一炉台持续发出起泵请求达到1小时（时间可在线或后台修改，即有根据需要适当调整功能），则发出一个指向明确的声光报警（本例中为此炉台22#报警：液压泵请求超时）。报警在罩式炉中央操作系统，即操作监控HMI上显示，并强制保留10分钟（时间可在线或后台修改，即有根据需要适当调整功能）。即10分钟以后才可以被接收并从报警栏消失。以警示操作人员和相关专业人员故障炉台所在及组织处理。

②．报警后，强制该炉台停止向公辅液压泵发送起泵请求30分钟（时间可在线或后台修改，即有根据需要适当调整功能）。即此时液压泵恢复正常状态，和其它炉台正常交互，若没有其它炉台请求，则液压泵停止运转。

③．规定的停止时间过后，液压泵恢复接收该炉台请求信息，若此时该炉台仍然发出起泵请求，且22#报警已接收，则液压泵恢复运转。也可选择不接收报警，则该炉台继续不能向液压泵发出起泵请求。即：即使强制时间已过，仍可利用22#报警限制相关炉台的液压请求，直到相关人员认为问题已解决再接收报警。由于报警提示有明确的炉台指向，时间上既有自动强制，又有工艺操作人员的可掌控性（选择是否接收报警），故相关专业可以有针对地发现、处理相关问题。

④. 若规定时间（即强制该炉台停止向公辅液压泵发起泵请求的时间）已到，报警也被接收，而相关炉台问题依旧，则又进入炉台请求、公辅液压单元接受请求起泵运行、炉台请求超时报警、强制炉台停止起泵请求，这一保护动作过程。但由于公辅液压泵已不是连续运行，故不会产生故障性后果，且整个炉群生产得以维系。

⑤．此改进对炉台退火进程和其它连锁功能没有任何影响；报警炉台与公辅其它通讯没有任何影响；整个过程中，液压站与其它炉台通讯及本身运转无任何影响。

⑥. 报警加入罩式炉二级系统，可在罩式炉生产控制系统，即二级服务器客户机HMI上查看，即：既可即时也可事后查看，并进入报警统计。即有回溯功能。

在全氢罩式炉生产中，通过合理判断、合理确定（并可控）各时间节点，限制相关炉台向公辅液压泵的非正常请求，并加以指向性明确的报警，使既能维持现有生产进程，又能保护公辅液压单元。

全氢气处理物料的理念之所以能够通过罩式炉实现，很大程度上是因为其解决了密封问题。内罩是通过液压缸压紧在炉台上实现密封。而罩式炉一般是以炉群形式存在的，每个炉群配一个公辅液压单元，核心设备是液压泵，直接关乎各个炉台内罩的压紧、维持压紧和释放。即各个炉台内罩的压紧、维持压紧、释放是靠公辅液压单元液压泵的运行实现的。显然若公辅液压泵或者说公辅液压单元出现故障，将影响整个炉群的正常生产和安全。本方法立足现场，完全自主开发，通过合理限制问题炉台向公辅液压泵的非正常请求，并明确报警，同时合理确定各时间节点，使既能维持现有生产进程，又能保护液压单元。经现场实践验证，具有极大现实作用和潜在效益。而且，对液压单元设备本身和油料成本的节省也大有裨益。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明所保护范围的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (1)

1.一种罩式炉公辅液压泵自动保护方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：当某一炉台有起泵要求，则炉台PLC向公辅PLC发出起泵请求，公辅PLC向公辅液压泵发出起泵命令，液压泵启动，炉台液压单元根据炉台PLC的动作控制信号，使相应的电磁阀导通，从而使炉台液压缸压紧或释放；

步骤二：炉台PLC实时监控本炉台液压泵请求时间，正常情况下，一个请求触发公辅液压泵运行一个时间单位即1～5分钟，若这一个时间单位不能完成相关动作，则持续发出申请；若某一炉台持续发出起泵请求达到20～60分钟，则发出一个指向明确的声光报警，报警在操作监控HMI上显示，并强制保留5～20分钟，即5～20分钟以后报警才可以被接收并允许从报警栏消失，以警示操作人员和相关专业人员故障炉台所在及组织处理；

步骤三：报警后，强制该炉台停止向公辅液压泵发送起泵请求10～60分钟，即此时公辅液压泵不被该故障炉台请求所占用，可以和其它炉台正常交互，若没有其它炉台请求，则液压泵停止运转；

步骤四：规定的停止时间过后，若此时该炉台仍然发出起泵请求，且“液压泵请求超时”报警已接收，则液压泵恢复接受该炉台请求，启动运转，也可选择不接收报警，则液压泵继续不接受该炉台液压请求，即强制时间已过，仍可利用“液压泵请求超时”报警限制相关炉台的液压请求，直到操作人员和相关专业人员认为问题已解决再接收报警；

步骤五：若规定时间即强制该炉台停止向公辅液压泵发起泵请求的时间已到，报警也被接收，操作人员也没有干预退火进程，而相关炉台问题仍存在，则又进入炉台请求、公辅液压单元接受请求起泵运行、炉台请求超时报警、强制炉台停止起泵请求，这一保护动作过程，但由于公辅液压泵已不是连续运行，故不会产生故障性后果，且整个炉群生产得以维系；

步骤六：报警在操作画面实时显示、可被操作确认、接收，且进入统计即有回溯查看功能。