CN208055392U - 钢包底吹氩的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢包底吹氩的控制系统。该钢包底吹氩的控制系统包括：工控机、PLC控制器、执行机构和至少一台现场终端，工控机包括：工控机吹氩控制模块和工控机传输模块，工控机吹氩控制模块与工控机传输模块相连接，工控机吹氩控制模块包括：工控机吹氩启动模块、信息获取模块、数学模型分配模块、吹氩模式选择模块、第一计算模块和工控机吹氩关闭模块。该钢包底吹氩系统建立了全钢种炉外冶炼的吹氩数学模型，能够根据不同钢种自动选择不同数学模型，以实现钢包吹氩过程氩气压力及流量控制的全自动调节，同时提供远程工控机控制和现场终端控制两种控制模式，以适应技术人员对钢包底吹氩控制的不同需求。

Description

钢包底吹氩的控制系统

技术领域

本实用新型涉及炼钢技术领域，具体而言，涉及一种钢包底吹氩的控制系统。

背景技术

目前投产使用的钢包底吹氩控制系统，通常在钢包底部采用两块独立的透气砖进行吹氩控制。现有的钢包底吹氩控制的技术方案存在以下缺陷：(1)经常出现氩气流量分配不均的现象，氩气流量过大会吹穿钢水液面发生喷溅，致使钢水裸露氧化、夹杂物增加，氩气流量过小则不能快速搅拌，达不到去除夹杂物的目的；(2)现场没有操作终端，造成工人的现场劳动强度大；(3)钢包底吹氩控制系统的自动化程度落后，不采取对钢包底吹氩控制的过程数据进行收集的措施，以及不提供对钢包底吹氩控制的过程数据的可追溯途径。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种钢包底吹氩的控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种钢包底吹氩的控制系统，包括：工控机、PLC控制器、执行机构和至少一台现场终端，所述工控机、执行机构和现场终端均与所述PLC控制器相连，所述执行机构连接有氩气入口和氩气出口，所述氩气出口连接至钢包底部的透气砖，所述PLC控制器用于控制所述执行机构动作；其特征在于，所述工控机包括：工控机吹氩控制模块和工控机传输模块，所述工控机吹氩控制模块与工控机传输模块相连接，所述工控机吹氩控制模块包括：工控机吹氩启动模块、信息获取模块、数学模型分配模块、吹氩模式选择模块、第一计算模块和工控机吹氩关闭模块；所述工控机吹氩启动模块，用于接收启动吹氩应用程序指令，启动吹氩应用程序；所述信息获取模块，用于获取钢包号信息和钢种号信息；所述数学模型分配模块，用于根据所述钢包号信息和钢种号信息，分配当前钢种的各冶炼阶段的氩气需求的数学模型；所述第一计算模块，用于根据所述数学模型，计算当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量理论值和氩气压力理论值；所述吹氩模式选择模块，用于接收吹氩模式选择指令，所述吹氩模式包括：远程工控机控制和现场终端控制；所述工控机传输模块，用于当接收到远程工控机控制指令时，发送所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作；所述工控机传输模块，还用于当接收到现场终端控制指令时，发送允许现场终端控制指令以及所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至现场终端；所述工控机吹氩关闭模块，用于接收停止吹氩指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构停止动作，关闭吹氩应用程序。

优选地，所述现场终端包括：现场终端传输模块和现场终端吹氩控制模块，所述现场终端传输模块与现场终端吹氩控制模块相连接，所述现场终端吹氩控制模块包括：现场终端吹氩启动模块、现场终端数据显示模块、现场终端吹氩关闭模块、快速调流模块、微调流模块和旁路破顶功能模块；所述现场终端吹氩启动模块，用于接收启动吹氩应用程序指令，启动吹氩应用程序；所述现场终端传输模块，用于接收允许现场终端控制指令以及当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量理论值和氩气压力理论值，并发送所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作；所述现场终端传输模块，还用于接收PLC控制器实时发送的当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值；所述现场终端数据显示模块，用于实时显示所述氩气压力实际值和氩气流量实际值；所述快速调流模块，用于接收弱吹氩控制指令或强吹氩控制指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；所述微调流模块，用于接收增大吹氩流量控制指令或减小吹氩流量控制指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；所述旁路破顶功能模块，用于接收增大吹氩流量至预设值的指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；所述现场终端吹氩关闭模块，用于接收停止吹氩指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构停止动作，关闭吹氩应用程序。

优选地，所述执行机构包括：低压氩气源、低压氩气输入单元、高压氩气源、高压氩气输入单元、稳压输入单元、稳压包和至少一套氩气输出单元；其中，所述低压氩气输入单元的一端连接所述低压氩气源，其另一端通过所述稳压输入单元连接于所述稳压包的输入端；所述高压氩气输入单元的一端连接所述高压氩气源，其另一端通过所述稳压输入单元连接于所述稳压包的输入端；所述稳压包的输出端连接于所述氩气输出单元的输入端，所述氩气输出单元的输出端连接于氩气出口；所述氩气输出单元包括相互并联的第一氩气输出支路、第二氩气输出支路和第三氩气输出支路。

优选地，所述的钢包底吹氩的控制系统还包括：数据库模块，所述数据库模块设置在所述工控机和/或所述现场终端上，用于存储钢包底吹氩控制的过程数据，并根据所述过程数据实时生成吹氩历史数据报告；所述数据库模块，还用于接收查询所述吹氩历史数据报告的指令。

优选地，所述工控机吹氩控制模块还包括：第二计算模块和第三计算模块；所述工控机传输模块，还用于接收PLC控制器实时发送的当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值；所述第二计算模块，用于根据所述氩气流量实际值、氩气压力实际值、氩气流量理论值和氩气压力理论值，判断所述执行机构的正常吹氩控制支路是否发生故障，并在所述正常吹氩控制支路发生故障时确定其故障类型，所述故障类型包括质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和减压阀故障；所述第三计算模块，用于在所述正常吹氩控制支路未发生故障时，根据所述氩气流量实际值、氩气压力实际值、氩气流量理论值和氩气压力理论值，计算所述执行机构的修正值，并判断所述修正值是否满足预设范围；所述工控机传输模块，还用于在所述修正值未满足预设范围时，发送所述修正值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作，直到所述第三计算模块计算出来的修正值满足所述预设范围；所述工控机传输模块，还用于在所述正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，发送质量流量控制器故障信息、电磁阀故障信息、压力传感器故障信息和/或减压阀故障信息至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作。

优选地，所述工控机吹氩控制模块还包括：主画面显示模块、控制方式选择模块、设定值输入模块和设定值显示模块；所述主画面显示模块，用于在接收到远程工控机控制指令后，接收工控机主画面启动指令，显示工控机吹氩控制的主画面；所述控制方式选择模块，用于接收所述执行机构的每个吹氩控制支路的控制方式选择指令，所述控制方式包括：手动控制方式和自动控制方式；所述设定值显示模块，用于当接收到手动控制方式指令时，显示当前吹氩控制支路的氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的显示框；所述设定值输入模块，用于当接收到手动控制方式指令时，接收输入所述氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的指令；所述工控机传输模块，还用于当接收到当前吹氩控制支路的氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的输入指令时，发送该输入指令至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作。

本实用新型的有益效果：

1、建立全钢种炉外冶炼的吹氩数学模型，能够根据不同钢种自动选择不同的数学模型，以实现钢包吹氩过程氩气压力及流量控制的全自动调节，同时提供远程工控机控制和现场终端控制两种控制模式，以适应技术人员对钢包底吹氩控制的不同需求；钢包底吹氩在远程工控机控制模式下，可实现对钢包每处透气砖进行精确吹氩的开环控制，实现钢包底吹氩的高度自动化运行，节省大量的人力资源；

2、在执行机构的正常吹氩控制支路未发生故障时，实现对钢包每处透气砖进行精确吹氩的闭环控制，提高了钢包每处透气砖的吹氩控制精度，从而提高生产效率与炼钢质量；在执行机构的正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，自动控制执行机构切换吹氩控制支路，保证了在电子元器件发生故障时该钢包底吹氩的控制系统正常运行；

3、该钢包底吹氩的控制系统提供自动控制和手动控制两种控制模式，以适应技术人员对钢包底吹氩控制的不同需求；

4、通过在现场终端实时显示当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值，使得工人在现场终端就可随时观察到钢包底吹氩过程中的检测数据，并在现场终端上进行相应操作以达到调节氩气流量和压力的目的；而以往的现场没有操作终端，需要由工人在执行机构上观察检测数据并传达至工控机室，再在工控机上进行相应操作，与以往方法相比，该钢包底吹氩的控制系统大大地降低了工人的现场劳动强度；

5、提供了现场终端的手动控制模式，以实现钢包底吹氩启停、旁路破顶功能、快速调流和微调流等简单操作，以达到调节氩气流量和压力的目的；旁路破顶功能可提供较大的压力吹开堵塞的透气砖，以保证钢包底吹氩控制的正常开始，为吹氩控制主管路的透气砖提供修复功能；

6、该钢包底吹氩的控制系统能够对钢包底吹氩控制的过程数据进行收集，并通过访问数据库模块对钢包底吹氩控制的过程数据进行查询，达到对钢包底吹氩控制的过程数据的可追溯目的。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了本实用新型的一个实施例的工控机的示意框图；

图2示出了本实用新型的一个实施例的现场终端的示意框图；

图3示出了本实用新型的一个实施例的钢包底吹氩的控制系统的整体示意图；

图4示出了图3中的执行机构的示意图。

其中，1—工控机，2—现场终端，3—PLC控制器，4—执行机构，5—氩气入口，6—氩气出口，7—钢包，8—透气砖，9—交换机，10—低压氩气源，11—低压氩气输入单元，12—高压氩气源，13—高压氩气输入单元，14—稳压输入单元，15—稳压包，16—氩气输出单元。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图3所示，一种钢包底吹氩的控制系统，包括：工控机1、PLC控制器3、执行机构4和两台现场终端2，所述工控机1、执行机构4和现场终端2均与所述PLC控制器3相连，所述执行机构4连接有两个氩气入口5和两个氩气出口6，钢包7底部安装有两块透气砖8，所述氩气出口6连接至钢包7底部的透气砖8，所述PLC控制器3用于控制所述执行机构4动作，所述工控机1和现场终端2均通过交换机9与PLC控制器3进行通讯，所述工控机1连接于钢厂的二级网络。

该工控机1包括：工控机吹氩控制模块102和工控机传输模块128，所述工控机吹氩控制模块102与工控机传输模块128相连接，所述工控机吹氩控制模块102包括：工控机吹氩启动模块104、信息获取模块106、数学模型分配模块108、第一计算模块110、吹氩模式选择模块112和工控机吹氩关闭模块114。

所述工控机吹氩启动模块104，用于接收启动吹氩应用程序指令，启动吹氩应用程序；所述信息获取模块106，用于获取钢包号信息和钢种号信息；所述数学模型分配模块108，用于根据所述钢包号信息和钢种号信息，分配当前钢种的各冶炼阶段的氩气需求的数学模型；所述第一计算模块110，用于根据所述数学模型，计算当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量理论值和氩气压力理论值；所述吹氩模式选择模块112，用于接收吹氩模式选择指令，所述吹氩模式包括：远程工控机控制和现场终端控制；所述工控机传输模块128，用于当接收到远程工控机控制指令时，发送所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作；所述工控机传输模块128，还用于当接收到现场终端控制指令时，发送允许现场终端控制指令以及所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至现场终端；所述工控机吹氩关闭模块114，用于接收停止吹氩指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构停止动作，关闭吹氩应用程序。

在本实施例中，所述工控机1通过工业以太网与PLC控制器3进行通讯，现场终端2通过PROFIBUS DP接口与PLC控制器3进行通讯，所述PLC控制器3为西门子S7-400的可编辑逻辑控制器。该钢包底吹氩的控制系统可以用在钢厂的转炉出钢等待站上，每座转炉配备一套该钢包底吹氩的控制系统。该钢包底吹氩的控制系统包括两台现场终端2，两台现场终端2分别安装于对应钢包车的出钢软吹工位和喂丝加料工位；该钢包底吹氩的控制系统还可以用在钢厂的精炼炉上，每座LF精炼炉上配备两套该钢包底吹氩的控制系统；为了降低投资成本，该钢包底吹氩的控制系统可以只包括一台现场终端2，现场终端2安装于对应钢包车的出钢软吹工位并靠近炉门，便于现场观察整个钢液动态及现场调整操作。若该钢包底吹氩的控制系统同时用在钢厂的转炉出钢等待站和精炼炉上，安装在精炼炉上的钢包底吹氩的控制系统要与转炉出钢等待站上的工控机联接，以便远程监控。

在本实施例中，建立全钢种炉外冶炼的吹氩数学模型，能够根据不同钢种自动选择不同的数学模型，以实现钢包吹氩过程氩气压力及流量控制的全自动调节，同时提供远程工控机控制和现场终端控制两种控制模式，以适应技术人员对钢包底吹氩控制的不同需求；钢包底吹氩在远程工控机控制模式下，可实现对钢包每处透气砖进行精确吹氩的开环控制，实现钢包底吹氩的高度自动化运行，节省大量的人力资源。

如图2所示，现场终端2包括：现场终端传输模块202和现场终端吹氩控制模块204，所述现场终端传输模块202与现场终端吹氩控制模块204相连接，所述现场终端吹氩控制模块204包括：现场终端吹氩启动模块206、现场终端数据显示模块208、现场终端吹氩关闭模块210、快速调流模块212、微调流模块214和旁路破顶功能模块216。

所述现场终端吹氩启动模块206，用于接收启动吹氩应用程序指令，启动吹氩应用程序；所述现场终端传输模块202，用于接收允许现场终端控制指令以及当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量理论值和氩气压力理论值，并发送所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作；所述现场终端传输模块202，还用于接收PLC控制器实时发送的当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值；所述现场终端数据显示模块208，用于实时显示所述氩气压力实际值和氩气流量实际值；所述快速调流模块212，用于接收弱吹氩控制指令或强吹氩控制指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；所述微调流模块214，用于接收增大吹氩流量控制指令或减小吹氩流量控制指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；所述旁路破顶功能模块216，用于接收增大吹氩流量至预设值的指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；所述现场终端吹氩关闭模块210，用于接收停止吹氩指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构停止动作，关闭吹氩应用程序。

在本实施例中，通过在现场终端实时显示当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值，使得工人在现场终端就可随时观察到钢包底吹氩过程中的检测数据，并在现场终端上进行相应操作以达到调节氩气流量和压力的目的；而以往的现场没有操作终端，需要由工人在执行机构上观察检测数据并传达至工控机室，再在工控机上进行相应操作，与以往技术方案相比，该钢包底吹氩的控制系统大大地降低了工人的现场劳动强度。

在本实施例中，提供了现场终端的手动控制模式，以实现钢包底吹氩启停、旁路破顶功能、快速调流和微调流等简单操作，以达到调节氩气流量和压力的目的。

如图4所示，所述执行机构4具体包括：低压氩气源10、低压氩气输入单元11、高压氩气源12、高压氩气输入单元13、稳压输入单元14、稳压包15和两套氩气输出单元16；其中，所述低压氩气输入单元11的一端连接所述低压氩气源10，其另一端通过所述稳压输入单元14连接于所述稳压包15的输入端；所述高压氩气输入单元13的一端连接所述高压氩气源12，其另一端通过所述稳压输入单元14连接于所述稳压包15的输入端；所述稳压包15的输出端连接于所述氩气输出单元16的输入端，所述氩气输出单元16的输出端连接于氩气出口6；所述氩气输出单元16包括相互并联的第一氩气输出支路、第二氩气输出支路和第三氩气输出支路。

所述低压氩气输入单元11设置有第二气体过滤器、第二压力表和第二电磁阀，所述高压氩气输入单元13设置有第一气体过滤器、第一压力表和第一电磁阀，所述稳压输入单元14设置有第一减压阀、第三压力表和第一压力传感器；所述第一氩气输出支路设置有第一手动调节阀、第一止回阀、第二压力传感器和消音泄压阀，所述第二氩气输出支路设置有第二手动调节阀、第三电磁阀、第二止回阀、第二压力传感器和消音泄压阀，所述第三氩气输出支路设置有第三手动调节阀、第二减压阀、第四压力表、第四电磁阀、质量流量控制器、第三止回阀、第二压力传感器和消音泄压阀；在所述低压氩气输入单元11和高压氩气输入单元13还分别设置有第四手动调节阀和第五手动调节阀。

在本实施例中，低压氩气源10对应的氩气压力范围为：0.4至0.8MPa，高压氩气源12对应的氩气压力范围为：1.2至1.6MPa。执行机构4由采集模块和执行模块组成，所述采集模块包括：第一压力传感器、第二压力传感器、质量流量控制器、第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表，所述执行模块包括：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一减压阀、第二减压阀、消音泄压阀、第一手动调节阀、第二手动调节阀、第三手动调节阀、第四手动调节阀和第五手动调节阀；其中，第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表用于检测对应氩气管道内的氩气压力，第一压力传感器和第二压力传感器将采集的对应氩气管道内的氩气压力实时发送至PLC控制器3，质量流量控制器将采集的对应氩气管道内的氩气流量发送至PLC控制器3，PLC控制器3将接收到的压力信号和流量信号进行处理，再根据处理后的信号控制执行机构4的执行模块进行动作；例如：通过调节执行模块中的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀的开度，达到对对应氩气管道内的氩气压力和氩气流量进行控制的目的。

在工控机上启动吹氩应用程序时，PLC控制器3自动开启旁路破顶功能模块，旁路破顶功能可提供较大的压力吹开堵塞的透气砖，以保证钢包底吹氩控制的正常开始，为吹氩控制主管路的透气砖提供修复功能；进而PLC控制器3控制执行机构4动作，使得氩气从第三氩气输出支路(即执行机构的正常吹氩控制支路)输出，从而对钢包7进行吹氩；进而根据采集模块实时采集的氩气流量实际值和氩气压力实际值，以及根据数学模型得出的氩气流量理论值和氩气压力理论值，判断执行机构4的正常吹氩控制支路(即第三氩气输出支路)是否发生故障，并在正常吹氩控制支路发生故障时确定其故障类型。

在正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障时，发送质量流量控制器故障信息至PLC控制器3，以供PLC控制器3控制所述执行机构4动作，自动控制氩气从第二氩气输出支路输出，对钢包7进行吹氩。在正常吹氩控制支路发生电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，传输电磁阀故障信息、压力传感器故障信息和/或减压阀故障信息至所述PLC控制器3，以供所述PLC控制器3控制所述执行机构4动作，自动控制氩气从第一氩气输出支路输出，对钢包7进行吹氩。

在执行机构的正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，通过发送质量流量控制器故障信息、电磁阀故障信息、压力传感器故障信息和/或减压阀故障信息至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作，以便在正常吹氩控制支路的电子元器件发生故障时，自动控制执行机构切换吹氩控制支路，保证了在电子元器件发生故障时该钢包底吹氩的控制系统正常运行。

现场终端2可以设置有触摸屏，当技术人员通过触摸屏选择弱吹氩控制时，执行机构4控制氩气从第一氩气输出支路输出，从而进行吹氩；当选择强吹氩控制时，执行机构4控制氩气从第二氩气输出支路输出，从而进行吹氩；技术人员通过触摸屏可以进行增大吹氩流量或减小吹氩流量控制，具体是通过调节第三氩气输出支路上的第四电磁阀的开度来实现；例如，现场终端2上的微调流模块可以通过设置“增大”或“减小”虚拟按钮进行微调，以满足炼钢工艺的要求，“增大”或“减小”按钮每按一次，设定流量改变5NL/min，也可一直按住按钮直到满足所需流量为止。旁路破顶功能模块是通过调节第三氩气输出支路上的第四电磁阀的开度至预设值来实现。

在本实施例中，所述的钢包底吹氩的控制系统，还包括：数据库模块，所述数据库模块设置在所述工控机1和/或所述现场终端2上，用于存储钢包底吹氩控制的过程数据，并根据所述过程数据实时生成吹氩历史数据报告；所述数据库模块，还用于接收查询所述吹氩历史数据报告的指令；该钢包底吹氩的控制系统能够对钢包底吹氩控制的过程数据进行收集，并通过访问数据库模块对钢包底吹氩控制的过程数据进行查询，达到对钢包底吹氩控制的过程数据的可追溯目的。

在本实施例中，所述工控机吹氩控制模块102还包括：第二计算模块116和第三计算模块118；所述工控机传输模块128，还用于接收PLC控制器实时发送的当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值；所述第二计算模块116，用于根据所述氩气流量实际值、氩气压力实际值、氩气流量理论值和氩气压力理论值，判断所述执行机构的正常吹氩控制支路是否发生故障，并在所述正常吹氩控制支路发生故障时确定其故障类型，所述故障类型包括质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和减压阀故障；所述第三计算模块118，用于在所述正常吹氩控制支路未发生故障时，根据所述氩气流量实际值、氩气压力实际值、氩气流量理论值和氩气压力理论值，计算所述执行机构的修正值，并判断所述修正值是否满足预设范围；所述工控机传输模块128，还用于在所述修正值未满足预设范围时，发送所述修正值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作，直到所述第三计算模块118计算出来的修正值满足预设范围；所述工控机传输模块128，还用于在所述正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，发送质量流量控制器故障信息、电磁阀故障信息、压力传感器故障信息和/或减压阀故障信息至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作。

在本实施例中，在执行机构的正常吹氩控制支路未发生故障时，通过发送修正值至PLC控制器，以供PLC控制器控制执行机构动作，直到计算出来的修正值满足预设范围，实现对钢包每处透气砖进行精确吹氩的闭环控制，提高了钢包每处透气砖的吹氩控制精度，从而提高生产效率与炼钢质量。

在执行机构的正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，通过发送质量流量控制器故障信息、电磁阀故障信息、压力传感器故障信息和/或减压阀故障信息至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作，以便在正常吹氩控制支路的电子元器件发生故障时，自动控制执行机构切换吹氩控制支路，保证了在电子元器件发生故障时该钢包底吹氩的控制系统正常运行。

在本实施例中，所述工控机吹氩控制模块102还包括：主画面显示模块120、控制方式选择模块122、设定值显示模块124和设定值输入模块126；所述主画面显示模块120，用于在接收到远程工控机控制指令后，接收工控机主画面启动指令，显示工控机吹氩控制的主画面；所述控制方式选择模块122，用于接收所述执行机构的每个吹氩控制支路的控制方式选择指令，所述控制方式包括：手动控制方式和自动控制方式；所述设定值显示模块124，用于当接收到手动控制方式指令时，显示当前吹氩控制支路的氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的显示框；所述设定值输入模块126，用于当接收到手动控制方式指令时，接收输入所述氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的指令；所述工控机传输模块128，还用于当接收到当前吹氩控制支路的氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的输入指令时，发送该输入指令至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作。

在本实施例中，提供远程工控机端的自动控制和手动控制两种控制模式，以适应技术人员对钢包底吹氩控制的不同需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钢包底吹氩的控制系统，包括：工控机、PLC控制器、执行机构和至少一台现场终端，所述工控机、执行机构和现场终端均与所述PLC控制器相连，所述执行机构连接有氩气入口和氩气出口，所述氩气出口连接至钢包底部的透气砖，所述PLC控制器用于控制所述执行机构动作；其特征在于，

所述工控机包括：工控机吹氩控制模块和工控机传输模块，所述工控机吹氩控制模块与工控机传输模块相连接，所述工控机吹氩控制模块包括：工控机吹氩启动模块、信息获取模块、数学模型分配模块、吹氩模式选择模块、第一计算模块和工控机吹氩关闭模块；

所述工控机吹氩启动模块，用于接收启动吹氩应用程序指令，启动吹氩应用程序；

所述信息获取模块，用于获取钢包号信息和钢种号信息；

所述数学模型分配模块，用于根据所述钢包号信息和钢种号信息，分配当前钢种的各冶炼阶段的氩气需求的数学模型；

所述第一计算模块，用于根据所述数学模型，计算当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量理论值和氩气压力理论值；

所述吹氩模式选择模块，用于接收吹氩模式选择指令，所述吹氩模式包括：远程工控机控制和现场终端控制；

所述工控机传输模块，用于当接收到远程工控机控制指令时，发送所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作；

所述工控机传输模块，还用于当接收到现场终端控制指令时，发送允许现场终端控制指令以及所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至现场终端；

所述工控机吹氩关闭模块，用于接收停止吹氩指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构停止动作，关闭吹氩应用程序。

2.根据权利要求1所述的钢包底吹氩的控制系统，其特征在于，

所述现场终端包括：现场终端传输模块和现场终端吹氩控制模块，所述现场终端传输模块与现场终端吹氩控制模块相连接，所述现场终端吹氩控制模块包括：现场终端吹氩启动模块、现场终端数据显示模块、现场终端吹氩关闭模块、快速调流模块、微调流模块和旁路破顶功能模块；

所述现场终端吹氩启动模块，用于接收启动吹氩应用程序指令，启动吹氩应用程序；

所述现场终端传输模块，用于接收允许现场终端控制指令以及当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量理论值和氩气压力理论值，并发送所述氩气流量理论值和氩气压力理论值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作；

所述现场终端传输模块，还用于接收PLC控制器实时发送的当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值；

所述现场终端数据显示模块，用于实时显示所述氩气压力实际值和氩气流量实际值；

所述快速调流模块，用于接收弱吹氩控制指令或强吹氩控制指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；

所述微调流模块，用于接收增大吹氩流量控制指令或减小吹氩流量控制指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；

所述旁路破顶功能模块，用于接收增大吹氩流量至预设值的指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构动作；

所述现场终端吹氩关闭模块，用于接收停止吹氩指令，并发送该指令至PLC控制器，以供PLC控制器控制所述执行机构停止动作，关闭吹氩应用程序。

3.根据权利要求1或2所述的钢包底吹氩的控制系统，其特征在于，

所述执行机构包括：低压氩气源、低压氩气输入单元、高压氩气源、高压氩气输入单元、稳压输入单元、稳压包和至少一套氩气输出单元；其中，所述低压氩气输入单元的一端连接所述低压氩气源，其另一端通过所述稳压输入单元连接于所述稳压包的输入端；所述高压氩气输入单元的一端连接所述高压氩气源，其另一端通过所述稳压输入单元连接于所述稳压包的输入端；所述稳压包的输出端连接于所述氩气输出单元的输入端，所述氩气输出单元的输出端连接于氩气出口；所述氩气输出单元包括相互并联的第一氩气输出支路、第二氩气输出支路和第三氩气输出支路。

4.根据权利要求3所述的钢包底吹氩的控制系统，其特征在于，还包括：

数据库模块，所述数据库模块设置在所述工控机和/或所述现场终端上，用于存储钢包底吹氩控制的过程数据，并根据所述过程数据实时生成吹氩历史数据报告；

所述数据库模块，还用于接收查询所述吹氩历史数据报告的指令。

5.根据权利要求1所述的钢包底吹氩的控制系统，其特征在于，

所述工控机吹氩控制模块还包括：第二计算模块和第三计算模块；

所述工控机传输模块，还用于接收PLC控制器实时发送的当前钢种的各冶炼阶段的氩气流量实际值和氩气压力实际值；

所述第二计算模块，用于根据所述氩气流量实际值、氩气压力实际值、氩气流量理论值和氩气压力理论值，判断所述执行机构的正常吹氩控制支路是否发生故障，并在所述正常吹氩控制支路发生故障时确定其故障类型，所述故障类型包括质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和减压阀故障；

所述第三计算模块，用于在所述正常吹氩控制支路未发生故障时，根据所述氩气流量实际值、氩气压力实际值、氩气流量理论值和氩气压力理论值，计算所述执行机构的修正值，并判断所述修正值是否满足预设范围；

所述工控机传输模块，还用于在所述修正值未满足预设范围时，发送所述修正值至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作，直到所述第三计算模块计算出来的修正值满足所述预设范围；

所述工控机传输模块，还用于在所述正常吹氩控制支路发生质量流量控制器故障、电磁阀故障、压力传感器故障和/或减压阀故障时，发送质量流量控制器故障信息、电磁阀故障信息、压力传感器故障信息和/或减压阀故障信息至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作。

6.根据权利要求1所述的钢包底吹氩的控制系统，其特征在于，

所述工控机吹氩控制模块还包括：主画面显示模块、控制方式选择模块、设定值输入模块和设定值显示模块；

所述主画面显示模块，用于在接收到远程工控机控制指令后，接收工控机主画面启动指令，显示工控机吹氩控制的主画面；

所述控制方式选择模块，用于接收所述执行机构的每个吹氩控制支路的控制方式选择指令，所述控制方式包括：手动控制方式和自动控制方式；

所述设定值显示模块，用于当接收到手动控制方式指令时，显示当前吹氩控制支路的氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的显示框；

所述设定值输入模块，用于当接收到手动控制方式指令时，接收输入所述氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的指令；

所述工控机传输模块，还用于当接收到当前吹氩控制支路的氩气压力设定值、氩气流量设定值和/或吹氩时长设定值的输入指令时，发送该输入指令至PLC控制器，以供所述PLC控制器控制所述执行机构动作。