CN205281221U - 钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，包括上位机、人机交互设备、主站、多个从站、多个现场信号采集单元和多个驱动电路模块，所述主站通过第一通信模块与所述上位机进行通信连接，所述人机交互设备与从站均通过第二通信模块与所述主站进行通信连接，所述驱动电路模块的输入端与所述从站的输出端电连接，所述现场信号采集单元包括传感器模块和信号采集模块，所述传感器模块与所述信号采集模块电连接，所述信号采集模块的输出端通过第三通信模块与所述从站进行通信连接。本实用新型通过对钢板热处理线的状态监测和分布式控制，实现了钢板热处理线自动烧钢的分时过程控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢板热处理领域，尤其是涉及一种钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统。
背景技术
钢板热处理自动烧钢的均热炉所使用的能源为煤气和空气,通过空气和煤气的混合燃烧,使炉内的钢锭按工艺曲线升温均热,整个过程消耗大量的能源。虽经过部分改造,耗煤有所下降,但能耗状况仍是不可忽视的问题,再进一步提质降耗已成为提高企业经济效益的关键问题。均热炉煤气压波动较频繁,这对于均热炉烧钢有很大影响。当压力大时煤气浪费,环境受污染,升温速度减慢;当压力低时,煤气量降低,空气量过剩,造成强氧化烧损,温度波动大,煤气频繁波动造成操作工人劳动强度大。
现有的针对烧钢系统的自动化控制系统，烧钢控制功能单一，控制器会出现同时开关的情况，并且烧嘴功率为定值，温度调整仅能通过调整烧嘴个数来实现。申请号为：201410018402.4的发明专利，公开了一种轧钢加热炉优化控制系统，首先根据不同钢坯类型，生产节奏、钢坯的初始温度和出炉温度建立炉温在线设定器，采用控制炉温的方法控制钢坯出炉温度；基于各种工况下的热效率模型，计算加热炉负荷变化量并作为炉温前馈值，实现负荷波动下的加热炉炉温高精度控制；在此基础上，通过建立空燃比优化控制模型，寻找最佳的空燃比，使加热炉的燃烧状况达到最佳，达到了节约燃料和降低钢损的目的，此发明专利虽然在控制流程和控制方法上对轧钢加热炉进行了优化，但是在硬件结构上并没有对现有控制系统的进行改进和优化，不能够很好的实现分时和过程控制。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，达到了对钢板热处理线的分时过程控制，解决现有系统控制功能单一和不利于系统扩展的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，包括上位机、人机交互设备、主站、多个从站、多个现场信号采集单元和多个驱动电路模块，所述主站通过第一通信模块与所述上位机进行通信连接，所述人机交互设备与从站均通过第二通信模块与所述主站进行通信连接，所述驱动电路模块的输入端与所述从站的输出端电连接，所述现场信号采集单元包括传感器模块和信号采集模块，所述传感器模块与所述信号采集模块电连接，所述信号采集模块的输出端通过第三通信模块与所述从站进行通信连接，所述传感器模块包括温度传感器、压力传感器、煤气流量计和空气流量计，所述温度传感器、压力传感器、煤气流量计和空气流量计的输出端均与所述信号采集模块的输入端电连接。
优选的，所述主站采用西门子S7-400PLC,所述从站采用西门子S7-300PLC。
优选的，所述第一通信模块为交换机。
优选的，所述第二通信模块采用PROFIBUS-DP总线，所述第三通信模块采用RS485总线。
优选的，所述信号采集模块采用数据采集卡，所述数据采集卡具有RS485通信接口。
优选的，所述人机交互设备采用触摸屏。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用PLC控制系统与检测仪表结合，现场信号采集单元可以对钢板热处理线作业现场加热炉的炉温、炉压、煤气进量和空气进量等项目进行自动控制和监控，并通过通信模块实时的传送到人机交互设备和上位机上，实现了上位机监视全部生产过程，保证加热炉节能、高效、安全、稳定运行，并且通过人机交互设备观察各个监测项目的实时数据，可以手动对加热炉的各项参数进行操作，便于系统控制和系统调试。
2、本实用新型的从站、人机交互设备和主站之间通过PROFIBUS-DP总线实现系统的分布式控制，一台从站对应一条钢板热处理线，可以实现系统的分时过程控制；并且各个分布式控制系统之间互不影响，只是通过通信总线实现系统的状态监测和分布式控制，便于系统的扩展和系统集成。
3、本实用新型现场信号采集单元的信号采集模块采用数据采集卡，数据采集卡可直接将多路模拟信号转换为数字信号，简化了硬件电路，并且数据采集卡具有采集数据速度快的优点，便于系统数据的实时监控。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的组成结构框图；
图2为本实用新型实施例2的组成结构框图；
图中：1-上位机、2-第一通信模块、3-主站、4-第二通信模块、5-人机交互设备、6-从站、7-驱动电路模块、8-第三通信模块、9-现场信号采集单元、10-服务器、11-打印机、91-信号采集模块、92-传感器模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例1：
如图1所示，本实用新型包括上位机1、人机交互设备5、主站3、多个从站6、多个现场信号采集单元9和多个驱动电路模块7。本实施例中从站6、驱动电路和现场信号采集单元9的数目均为两个，上位机1为工控机。
主站3采用西门子S7-400PLC，主站3通过扩展工业以太网模块，通过第一通信模块2与上位机1进行数据通信，第一通信模块2为交换机，交换机具有多个端口，可以与工业现场其他的监控和控制系统共用一台交换机，便于与其他监控系统的系统集成。
人机交互设备5与从站6均通过第二通信模块4与主站3进行通信连接，人机交互设备5采用触摸屏，人机交互设备5具有友好的控制界面和监控画面，并且具有报警画面能够记录报警事件出现的事件和故障信息；从站6采用西门子S7-300PLC，第二通信模块4采用PROFIBUS-DP总线。
驱动电路模块7的输入端与从站6的输出端电连接，驱动电路模块7包括驱动电路和执行元件，驱动电路模块7是由继电器组成的控制电路，继电器的控制线圈与从站6的输出端电连接，继电器的主电路触电与执行元件的控制端电连接，通过执行元件可以控制空气阀和煤气阀的开启和关闭。
现场信号采集单元9包括传感器模块92和信号采集模块91，传感器模块92包括温度传感器、压力传感器、煤气流量计和空气流量计，温度传感器、压力传感器、煤气流量计和空气流量计的输出端均与信号采集模块91的输入端电连接；信号采集模块91采用数据采集卡，数据采集卡具有RS485通信接口，信号采集模块91的通信端口通过第三通信模块8与从站6进行数据通信，第三通信模块8采用RS485总线。
本实用新型采用PLC控制系统与检测仪表结合，现场信号采集单元9可以对钢板热处理线作业现场加热炉的炉温、炉压、煤气进量和空气进量等项目进行自动控制和监控，并通过通信模块实时的传送到人机交互设备5和上位机1上，实现了上位机1监视全部生产过程，保证加热炉节能、高效、安全、稳定运行，并且通过人机交互设备5观察各个监测项目的实时数据，可以手动对加热炉的各项参数进行操作，便于系统控制和系统调试，本实用新型实现了温度自动控制和优化烧钢，提高了系统分时过程控制系统的自动化程度。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：如图2所示，上位机1上还连接有打印机11和网络服务器10。打印机11可以打印报表，方便对月份工作进行汇总；上位机1通过Internet网络与网络服务器10连接，可将现场运行数据和设备运行信息上传到服务器10进行存储，使用智能手持设备接入Internet网络，可以读取服务器10的数据信息，随时随地的查看系统的运行状况。其中，智能手持设备。其中，智能手持设备安装有针对本系统进行开发的APP软件。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，其特征在于：包括上位机、人机交互设备、主站、多个从站、多个现场信号采集单元和多个驱动电路模块，所述主站通过第一通信模块与所述上位机进行通信连接，所述人机交互设备与从站均通过第二通信模块与所述主站进行通信连接，所述驱动电路模块的输入端与所述从站的输出端电连接，所述现场信号采集单元包括传感器模块和信号采集模块，所述传感器模块与所述信号采集模块电连接，所述信号采集模块的输出端通过第三通信模块与所述从站进行通信连接，所述传感器模块包括温度传感器、压力传感器、煤气流量计和空气流量计，所述温度传感器、压力传感器、煤气流量计和空气流量计的输出端均与所述信号采集模块的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，其特征在于：所述主站采用西门子S7-400PLC,所述从站采用西门子S7-300PLC。
3.根据权利要求1所述的钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，其特征在于：所述第一通信模块为交换机。
4.根据权利要求1所述的钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，其特征在于：所述第二通信模块采用PROFIBUS-DP总线，所述第三通信模块采用RS485总线。
5.根据权利要求1所述的钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，其特征在于：所述信号采集模块采用数据采集卡，所述数据采集卡具有RS485通信接口。
6.根据权利要求1所述的钢板热处理线自动烧钢分时过程控制系统，其特征在于：所述人机交互设备采用触摸屏。
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2016
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