CN212566934U - 无料筐辊棒炉自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无料筐辊棒炉自动化控制系统，包括温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统和智能SCADA系统，本实用新型的无料筐辊棒炉自动化控制系统利用高精度传感器实时采集设备的各类控制数据，通过智能控制模块进行处理和安全输出控制，能够满足生产线长期安全可靠的运行，由于系统的安全可靠和稳定性，大大提高了产品的合格率和设备的正常运行率，在节能减排和增产增效上得到了充分的体现。

Description

无料筐辊棒炉自动化控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动化控制系统领域，具体涉及一种无料筐辊棒炉自动化控制系统。

背景技术

无料筐辊棒炉自动化控制系统包括设备的进料、固溶炉内传动、出料淬火、沥水、时效炉内传动、卸料输送等流程，无料筐辊棒炉自动化控制系统的自动化控制系统需要对设备的安全可靠运行和温度精准控制，进行全自动无人工干预的智能控制，满足生产线长期安全可靠的运行，现场控制数据需要可连续自动存储和追溯，使产品质量充分得到有效控制和保障，降低和避免因控制系统的不完善造成生产线故障停机和产品的报废率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无料筐辊棒炉自动化控制系统，用于三层辊棒式无料筐连续生产线或类似的辊棒传动系统的设备，为设备的安全可靠运行和温度精准控制提供保证。

为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案是：

一种无料筐辊棒炉自动化控制系统，包括温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统和智能SCADA系统；所述的温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统均与控制室内的智能SCADA系统信号连接。

所述的温度控制系统包括温度采集传感器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、温度控制单元和辅助控制单元组成,所述的温度采集传感器通过模拟量输入模块连接温度控制单元，所述的温度控制单元通过模拟量输出模块向温度执行单元发送指令，所述的辅助控制单元与温度控制单元相连；

所述的信号采集系统包括流量计、压力传感器、电能仪表，所述的流量计、压力传感器、电能仪表通过总线和可编程控制器PLC进行通讯连接，形成智能传感器模块，所述的第一可编程控制器PLC连接至智能SCADA系统；

所述的信号处理模块包括数据分析模块，所述的数据分析模块接收智能传感器模块传来的控制数据，进行分析处理后，将处理信号发送至智能SCADA系统；

所述的传动控制系统用于对生产线的动作流程进行智能化的连续控制，采用西门子可编程控制器SIMATIC S7-1500控制系统。

其中，所述的温度控制系统用于将设备温度控制有效的温度均匀性范围以内。

进一步的，所述的智能SCADA系统对现场设备进行集中管理和控制，所述的智能SCADA系统安装在控制室内。

进一步的，所述的传动控制系统包括可编程控制器PLC、远程I/O站、现场操作站、位置传感器、状态信号采集单元和执行控制元件，所述的位置传感器、状态信号采集单元和执行控制元件均与现场操作站通讯连接。

进一步的，所述的现场操作站连接远程I/O站，并通过远程I/O站连接至第二可编程控制器PLC，所述的第二可编程控制器PLC连接至智能SCADA系统。

进一步的，所述的智能SCADA系统通过工业控制机、触摸屏、PLC自动控制系统、变频器组成控制核心进行温度和逻辑控制；所述的工业控制机和触摸屏组成上位机，所述的PLC自动控制系统组成下位机。

进一步的，所述的上位机同时具备模拟显示和生产操作的功能，所述的工业控制机还具有数据记录、储存和管理的作用，所述的工业控制机和触摸屏在操作和显示方面互为备用。

进一步的，所述的下位机对全线模拟量即温度进行控制，对全线开关量即全线的机械动作进行逻辑控制。

有益效果：

本实用新型的无料筐辊棒炉自动化控制系统利用高精度传感器实时采集设备的各类控制数据，通过智能控制模块进行处理和安全输出控制，能够满足生产线长期安全可靠的运行；通过现场控制数据，可连续自动存储和追溯，使产品质量充分得到有效控制和保障，大大降低和避免因控制系统的不完善造成生产线故障停机和产品的报废率。由于系统的安全可靠和稳定性，大大提高了产品的合格率和设备的正常运行率，在节能减排和增产增效上得到了充分的体现。

附图说明

图1：本实用新型的无料筐辊棒炉自动化控制系统的结构示意图。

图2：温度控制系统的结构示意图。

图3：信号采集系统的结构示意图。

图4：智能SCADA系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本实用新型的范围。

一种无料筐辊棒炉自动化控制系统，包括温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统和智能SCADA系统；所述的温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统均与控制室内的智能SCADA系统信号连接。

所述的温度控制系统包括温度采集传感器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、温度控制单元和辅助控制单元组成,所述的温度采集传感器通过模拟量输入模块连接温度控制单元，所述的温度控制单元通过模拟量输出模块向温度执行单元发送指令，所述的辅助控制单元与温度控制单元相连；

所述的信号采集系统包括流量计、压力传感器、电能仪表，所述的流量计、压力传感器、电能仪表通过总线和可编程控制器PLC进行通讯连接，形成智能传感器模块，所述的第一可编程控制器PLC连接至智能SCADA系统；

所述的信号处理模块包括数据分析模块，所述的数据分析模块接收智能传感器模块传来的控制数据，进行分析处理后，将处理信号发送至智能SCADA系统；

所述的传动控制系统用于对生产线的动作流程进行智能化的连续控制，采用西门子可编程控制器SIMATIC S7-1500控制系统。

所述的温度控制系统用于将设备温度控制有效的温度均匀性范围以内。

所述的智能SCADA系统对现场设备进行集中管理和控制，所述的智能SCADA系统安装在控制室内。

所述的传动控制系统包括可编程控制器PLC、远程I/O站、现场操作站、位置传感器、状态信号采集单元和执行控制元件，所述的位置传感器、状态信号采集单元和执行控制元件均与现场操作站通讯连接。

所述的现场操作站连接远程I/O站，并通过远程I/O站连接至第二可编程控制器PLC，所述的第二可编程控制器PLC连接至智能SCADA系统。

所述的传动控制系统对设备的进料、固溶炉内传动、出料淬火、沥水、时效炉内传动、卸料输送等流程进行全自动无人工干预的智能控制。

本实施例中，对无料筐辊棒炉自动化控制的流程举例如下：由物流线将产品输送到固溶炉上料辊道，固溶炉上料辊道自动将产品一个一个布置到备料辊上。备料完成后自动将备料辊上的产品通过移栽升降机、移栽链转移到炉前三层过渡架上。当三层过渡架装满产品且满足进炉条件后，固溶炉前门压紧装置自动松开炉门自动开启到位。三层过渡架平移到炉内辊棒对接，过渡架三层辊棒上的产品自动转移到固溶炉炉内，过渡架退回；炉门自动关闭压紧。产品在炉内由一个主驱动电机同时驱动三层传动辊棒按工艺时间缓速向固溶炉出料口移动，当产品到达出料对齐位置时，主驱动停止运行，三层对齐电机运行，将产品在炉内运行时造成不齐的现象进行对齐修正；对齐完成后三层产品转移到出料位置等待开门出料淬火。当满足淬火条件后，淬火槽循环系统自动开启，固溶炉后门松开并开启到位，淬火架平移到炉内辊棒对接，炉内三层产品由快速驱动电机转移到淬火架上，淬火架后退并快速下降完成淬火工艺。固溶炉后门自动关闭压紧。淬火工艺时间自由设定，工艺时间到淬火架上升，上升到位开始沥水时间等待；沥水时间到产品由淬火架传动电机和倒水架三层传动电机驱动转移到倒水过渡架上，倒水架自动旋转80度，将产品上集留的水倒掉；倒完水后，倒水架平移到时效炉进料过渡架前，将三层产品通过时效炉过渡架三层驱动电机转移到时效炉三层过渡架上。当时效炉满足进料条件时，时效炉前门压紧装置自动松开炉门自动开启到位。三层过渡架平移到炉内辊棒对接，过渡架三层辊棒上的产品自动转移到时效炉内，过渡架退回；炉门自动关闭压紧。产品在炉内由一个主驱动电机同时驱动三层传动辊棒按工艺时间缓速向时效炉出料口移动，当产品到达出料位置时，主驱动停止运行等待开门出料。当满足时效炉出料条件时，时效炉后门自动松开开启，炉内三层产品由时效炉出料过渡架驱动电机转移到出料过渡架上，出料完成后时效炉后门自动关闭压紧。由时效炉出料移栽机降三层产品一层一层的通过移栽升降电机和移栽链电机转移到时效炉卸料辊道上，产品通过卸料辊道和用户物流线转移至下道工序。至此整条生产线传动流程完成。

所述的智能SCADA系统通过工业控制机、触摸屏、PLC自动控制系统、变频器组成控制核心进行温度和逻辑控制；所述的工业控制机和触摸屏组成上位机，所述的PLC自动控制系统组成下位机。

所述的上位机同时具备模拟显示和生产操作的功能，所述的工业控制机还具有数据记录、储存和管理的作用，所述的工业控制机和触摸屏在操作和显示方面互为备用。

所述的下位机对全线模拟量即温度进行控制，对全线开关量即全线的机械动作进行逻辑控制。

SCADA系统部分组成：系统流程图、控制回路棒形图、历史趋势曲线、炉内工艺曲线、报警历史记录、数据报表管理、操作人员管理、远程维护等。

系统流程图：全面动态地显示整条生产线的动态工艺流程：加热状态实时显示：固溶炉、时效炉各加热区工作状态进行实时显示；各种温度实时显示：固溶炉和时效炉各区设定温度、实测温度、监控温度；动力设备运行状态显示：包括各个水泵、电机、冷却机构等的运行状态显示；输送系统的动态显示：包括各个动作点如上料、炉门、冷却、出料等传动机构的实时状态、各个现场操作站的状态、急停按钮的状态等；工艺节拍的显示：包括生产线的运行节拍、每个节拍的剩余时间、冷却设定时间、淬火剩余时间。实时报警确认表：显示当前发生的故障报警信号。

控制回路棒形图：以棒形图的形式动态显示生产线中各区温控回路的工作状态：各区温控回路的实测温度、设定温度、偏差温度、报警限度；操作者可用鼠标点击相应按钮修改各控制回路设定值和报警限度。

历史趋势曲线：用来通过SCADA软件的历史数据库实现对己运行的各类参数历史趋势的查询。操作人员可根据需要修改查询的时间、缩放曲线的大小等功能。

报警历史记录：通过SCADA软件的历史报警数据库用表格显示了系统故障发生时间及确认时间和消除时间，操作人员登录情况，管理人员可随时了解和掌握系统处理正常还是异常状态，方便了管理人员对热处理炉的维护和生产操作人员的管理。

数据报表管理：可以分类储存、打印各类历史记录数据，包括控制参数、报警记录、工艺曲线等；

操作人员管理：可增加、删除操作人员和管理人员，并设置相应的权限和密码，有利设备维护和车间生产的管理。

参数设置界面：可输入日期、班次、工件零号、工艺编号、材料牌号、工艺温度、工艺时间、并可在运行中允许认为进行修改。

远程访问及维护：基于网络自动化，它通过相应硬件和软件，并可通过WAN(广域网)对现场各个组件进行联网访问。系统不但可以通过传统WAN提供数据传输解决方案，如铜缆专用线路、电话网络、无线方式等；也可通过基于IP的先进WAN(如宽带系统或Internet)提供数据传输。在世界各地通过Internet可以快速对现场设备进行故障诊断和维护，可以远程修改设备的程序，让设备安全可靠的运行变得更加高效；同时也节约了大量的旅途开支和工程人员的调度。远程访问及维护是现代工业自动化设备必不可少的智能配置。

优选的，所述的下位机PLC自动控制系统采用西门子S7-1500控制器；所述的上位机采用西门子wincc7.4，SCADA软件，通过以太网络与PLC自动控制系统采用的西门子可编程式控制器S7-1500交换数据。所述的传动控制系统采用西门子可编程控制器SIMATIC S7-1500控制系统。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：包括温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统和智能SCADA系统；所述的温度控制系统、信号采集系统、信号处理模块、传动控制系统均与控制室内的智能SCADA系统信号连接；

所述的温度控制系统包括温度采集传感器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、温度控制单元和辅助控制单元组成,所述的温度采集传感器通过模拟量输入模块连接温度控制单元，所述的温度控制单元通过模拟量输出模块向温度执行单元发送指令，所述的辅助控制单元与温度控制单元相连；

所述的信号采集系统包括流量计、压力传感器、电能仪表，所述的流量计、压力传感器、电能仪表通过总线和第一可编程控制器PLC进行通讯连接，形成智能传感器模块，所述的第一可编程控制器PLC连接至智能SCADA系统；

所述的信号处理模块包括数据分析模块，所述的数据分析模块接收智能传感器模块传来的控制数据，进行分析处理后，将处理信号发送至智能SCADA系统；

所述的传动控制系统用于对生产线的动作流程进行智能化的连续控制，采用西门子可编程控制器SIMATIC S7-1500控制系统。

2.根据权利要求1所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的温度控制系统用于将设备温度控制有效的温度均匀性范围以内。

3.根据权利要求1所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的智能SCADA系统对现场设备进行集中管理和控制，所述的智能SCADA系统安装在控制室内。

4.根据权利要求1所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的传动控制系统包括可编程控制器PLC、远程I/O站、现场操作站、位置传感器、状态信号采集单元和执行控制元件，所述的位置传感器、状态信号采集单元和执行控制元件均与现场操作站通讯连接。

5.根据权利要求4所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的现场操作站连接远程I/O站，并通过远程I/O站连接至第二可编程控制器PLC，所述的第二可编程控制器PLC连接至智能SCADA系统。

6.根据权利要求1所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的智能SCADA系统通过工业控制机、触摸屏、PLC自动控制系统、变频器组成控制核心进行温度和逻辑控制；所述的工业控制机和触摸屏组成上位机，所述的PLC自动控制系统组成下位机。

7.根据权利要求6所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的上位机同时具备模拟显示和生产操作的功能，所述的工业控制机还具有数据记录、储存和管理的作用，所述的工业控制机和触摸屏在操作和显示方面互为备用。

8.根据权利要求6所述的无料筐辊棒炉自动化控制系统，其特征在于：所述的下位机对全线模拟量即温度进行控制，对全线开关量即全线的机械动作进行逻辑控制。

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