TWI788037B - 控制閥分析系統 - Google Patents
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Abstract
一種控制閥分析系統，使用於熱浸鍍鋅退火爐加熱區，控制閥分析系
統包括：退火爐，其中退火爐更包括：焦爐氣控制閥，用以控制供應加熱區所需要的焦爐氣流量；空氣控制閥，用以控制供應加熱區所需要的空氣流量；焦爐氣流量計，用以量測並取得焦爐氣實際流量；以及空氣流量計，用以量測並取得空氣實際流量；處理模組，依據退火爐內所需的熱量資訊，計算出所需的焦爐氣流量以及空氣流量，並產生控制閥開度資訊以調整控制閥開度，再依據控制閥開度、焦爐氣實際流量以及空氣實際流量產生開度流量關係圖；以及顯示單元，用以顯示開度流量關係圖。
Description
本發明是有關於一種控制閥分析系統，且特別是透過控制閥開度與實際流量間的對應關係判斷控制閥健康與否的控制閥分析系統。
一個正常的閥體與管線，閥體開度與流量的散佈趨勢呈現一非線性曲線關係，然而在焦爐氣內含的黏稠焦油在硬化後會造成燃氣管線堵塞、控制閥體作動異常，導致閥體開度與流量失去對應關係。
而對於熱浸鍍鋅線之垂直連續退火爐來說，必須配合各鋼種設定退火溫度，有效的管控溫度使進入爐內的鋼帶經過良好的加熱，以獲得所需的的產品，但目前並沒有有效及量化的方法可供現場人員判斷控制閥閥體設備是否異常，若控制閥驅動器逐漸老化或故障、閥體逐漸阻塞或卡死時，將導致控制閥異常，人員必須反覆調整控制閥開度，確認開度與氣體流量的關係，當開度大時，流量大，反之，當開度小時，流量小，這樣的工作不僅無法第一時間判斷出閥體異常，更會因為反覆調整開度容易造成退火爐溫度不穩定，且仍無法得知閥體是否逐漸堵塞，或作動異常，人員僅能被動等停機時拆檢各控制閥件，才能得之閥體是否故障、堵塞等問題，影響生產品質及產能。
本發明提供一種控制閥分析系統，其目的在通過控制閥與流量計的結合，有效將控制閥開度與實際流量擷取記錄，使控制閥的健康狀況可視化，協助使用者判斷控制閥維修的必要性。
本發明提供了一種控制閥分析系統，使用於一熱浸鍍鋅退火爐加熱區，該控制閥分析系統包括：一退火爐，設置有複數個輻射管加熱器，透過該輻射管加熱器產生複數個加熱區，用以加熱該退火爐內一鋼帶，其中該退火爐更包括：一焦爐氣控制閥，用以控制供應該加熱區所需要的一焦爐氣流量；一空氣控制閥，用以控制供應該加熱區所需要的一空氣流量；一焦爐氣流量計，用以量測並取得一焦爐氣實際流量；以及一空氣流量計，用以量測並取得一空氣實際流量；一處理模組，電信連接該退火爐，依據該退火爐內所需的一熱量資訊，計算出所需的該焦爐氣流量以及該空氣流量，並產生一控制閥開度資訊，用以調整一控制閥開度，再依據該控制閥開度、該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量產生一開度流量關係圖；以及一顯示單元，電信連接該處理模組，用以顯示該開度流量關係圖。
在本發明之一實施例中，上述之退火爐依據該輻射管加熱器分布方式產生八個加熱區。
在本發明之一實施例中，上述之輻射管加熱器以一焦爐氣為燃料，與一空氣混合後，在該輻射管加熱器內燃燒，將熱源以熱對流、熱輻射形式傳遞至該鋼帶進行加熱。
在本發明之一實施例中，上述之退火爐更包括一控制閥驅動單元，依據該控制閥開度資訊調整該控制閥開度至一目標角度，其中該控制
閥開度更包括該焦爐氣控制閥的一焦爐氣控制閥開度，以及該空氣控制閥的一空氣控制閥開度。
在本發明之一實施例中，透過該控制閥驅動單元調整至該目標角度後，再透過該焦爐氣流量計以及該空氣流量計量測實際流量，進行一閉迴路控制微調該焦爐氣流量以及該空氣流量。
在本發明之一實施例中，上述之處理模組於間隔一系統設定時間或一使用者設定時間時，記錄該控制閥開度，與包括該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量的一實際流量數值，繪製該開度流量關係圖。
在本發明之一實施例中，上述之開度流量關係圖依據該控制閥開度以及該實際流量數值，自動以一散佈圖形式繪製具有散佈趨勢的該開度流量關係圖。
在本發明之一實施例中，上述之開度流量關係圖更包括一預設閾值範圍。
在本發明之一實施例中，上述之預設閾值範圍包括一上限閾值以及一下限閾值，其中該上限閾值對應於實際流量的最大值，該下限閾值對應於實際流量的最小值。
在本發明之一實施例中，上述之控制閥分析系統更包括一警示單元，當該開度流量關係圖發散情形不符合該預設閾值範圍時，產生一警示訊息。
本發明的效果在於，通過退火爐加熱區、控制閥、流量計的配合，有效將控制閥開度與流量擷取記錄，使控制閥的健康狀態可視化，來協助使用者判斷控制閥維修的必要性，提高製程良率，並可透過本發明的控制閥分
析系統，大幅改善現有退火爐控制閥異常判斷、原本缺乏根據的設備維修排程，有效降低維護人力及物料成本。
110:退火爐
111:焦爐氣控制閥
112:空氣控制閥
113:焦爐氣流量計
114:空氣流量計
115:加熱區
120:處理模組
130:顯示單元
131:開度流量關係圖
210:控制閥開度
220:實際流量
圖1是根據本發明之一種控制閥分析系統的方塊圖。
圖2是根據本發明之一種控制閥分析系統的實施例示意圖。
圖3是根據本發明之一種控制閥分析系統的開度流量關係圖。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1是根據本發明之一種控制閥分析系統的方塊圖。在圖1中，一種控制閥分析系統，使用於一熱浸鍍鋅退火爐110加熱區，該控制閥分析系統包括：一退火爐110，設置有複數個輻射管加熱器，透過該輻射管加熱器產生複數個加熱區，用以加熱該退火爐110內一鋼帶，其中該退火爐110更包括：一焦爐氣控制閥111，用以控制供應該加熱區所需要的一焦爐氣流量；一空氣控制閥112，用以控制供應該加熱區所需要的一空氣流量；一焦爐氣流量計113，用以量測並取得一焦爐氣實際流量；以及一空氣流量計114，用以量測並取得一空氣實際流量；一處理模組120，電信連接該退火爐110，依據該退火爐110內所需的一熱量資訊，計算出所需的該焦爐氣流量以及該空氣流量，並產生一控制閥開度資訊，用以調整一
控制閥開度，再依據該控制閥開度、該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量產生一開度流量關係圖；以及一顯示單元130，電信連接該處理模組120，用以顯示該開度流量關係圖。
於本實施例中，該退火爐依據該輻射管加熱器分布方式產生八個加熱區。
於本實施例中，該輻射管加熱器以一焦爐氣為燃料，與一空氣混合後，在該輻射管加熱器內燃燒，將熱源以熱對流、熱輻射形式傳遞至該鋼帶進行加熱。
於本實施例中，該退火爐更包括一控制閥驅動單元，依據該控制閥開度資訊調整該控制閥開度至一目標角度，其中該控制閥開度更包括該焦爐氣控制閥的一焦爐氣控制閥開度，以及該空氣控制閥的一空氣控制閥開度。
當透過該控制閥驅動單元調整至該目標角度後，再透過該焦爐氣流量計以及該空氣流量計量測實際流量，進行一閉迴路控制微調該焦爐氣流量以及該空氣流量。
其中，該控制閥開度對應於該焦爐氣流量以及該空氣流量，當開度越大時，流量越大，而當開度越小時，流量越小。
於本實施例中，該處理模組於間隔一系統設定時間或一使用者設定時間時，記錄該控制閥開度，與包括該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量的一實際流量數值，繪製該開度流量關係圖。
其中，於正常流量時，該開度流量關係圖為一收斂直線或一收斂曲線。
於本實施例中，該開度流量關係圖依據該控制閥開度以及該實際流量數值，自動以一散佈圖形式繪製具有散佈趨勢的該開度流量關係圖。
其中，該開度流量關係圖更包括一預設閾值範圍。
於本實施例中，該預設閾值範圍包括一上限閾值以及一下限閾值，其中該上限閾值對應於實際流量的最大值，該下限閾值對應於實際流量的最小值。
其中，該控制閥分析系統更包括一警示單元，當該開度流量關係圖發散情形不符合該預設閾值範圍時，產生一警示訊息。
圖2是根據本發明之一種控制閥分析系統的實施例示意圖。
在圖2中，依據各鋼種所需包括退火溫度的熱量資訊，透過處理模組120計算出所需要的焦爐氣流量以及空氣流量後，產生控制閥開度資訊，依據控制閥開度資訊調整加熱爐中的焦爐氣控制閥111以及空氣控制閥112的控制閥開度210，來調整退火爐110的加熱區115溫度，再透過焦爐氣流量計113以及空氣流量計114取得實際流量220後，依據控制閥開度、焦爐氣實際流量以及空氣實際流量產生開度流量關係圖131，並顯示在顯示單元130中。
於本實施例中，該退火爐依據該輻射管加熱器分布方式產生八個加熱區。
於本實施例中，該輻射管加熱器以一焦爐氣為燃料，與一空氣混合後，在該輻射管加熱器內燃燒，將熱源以熱對流、熱輻射形式傳遞至該鋼帶進行加熱。
於本實施例中，該退火爐更包括一控制閥驅動單元，依據該控制閥開度資訊調整該控制閥開度至一目標角度，其中該控制閥開度更包括該焦爐氣控制閥的一焦爐氣控制閥開度，以及該空氣控制閥的一空氣控制閥開度。
當透過該控制閥驅動單元調整至該目標角度後，再透過該焦爐氣流量計以及該空氣流量計量測實際流量，進行一閉迴路控制微調該焦爐氣流量以及該空氣流量。
其中，該控制閥開度對應於該焦爐氣流量以及該空氣流量，當開度越大時，流量越大，而當開度越小時，流量越小。
於本實施例中，該處理模組於間隔一系統設定時間或一使用者設定時間時，記錄該控制閥開度，與包括該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量的一實際流量數值，繪製該開度流量關係圖。
其中，於正常流量時，該開度流量關係圖為一收斂直線或一收斂曲線。
於本實施例中，該開度流量關係圖依據該控制閥開度以及該實際流量數值，自動以一散佈圖形式繪製具有散佈趨勢的該開度流量關係圖。
其中，該開度流量關係圖更包括一預設閾值範圍。
於本實施例中，該預設閾值範圍包括一上限閾值以及一下限閾值，其中該上限閾值對應於實際流量的最大值，該下限閾值對應於實際流量的最小值。
其中，該控制閥分析系統更包括一警示單元，當該開度流量關係圖發散情形不符合該預設閾值範圍時，產生一警示訊息。
圖3是根據本發明之一種控制閥分析系統的開度流量關係圖。在圖3A中，為正常情況下控制閥開度與流量間相對應的開度流量關係圖，當當開度越大時，流量越大，而當開度越小時，流量越小；在圖3B中，於一實施例中，當焦爐氣控制閥閥度在15~48%時，所對應的焦爐氣實際流量呈現發散，為一異常情形。
於本實施例中，該退火爐依據該輻射管加熱器分布方式產生八個加熱區。
於本實施例中，該輻射管加熱器以一焦爐氣為燃料，與一空氣混合後，在該輻射管加熱器內燃燒，將熱源以熱對流、熱輻射形式傳遞至該鋼帶進行加熱。
於本實施例中，該退火爐更包括一控制閥驅動單元，依據該控制閥開度資訊調整該控制閥開度至一目標角度，其中該控制閥開度更包括該焦爐氣控制閥的一焦爐氣控制閥開度，以及該空氣控制閥的一空氣控制閥開度。
當透過該控制閥驅動單元調整至該目標角度後，再透過該焦爐氣流量計以及該空氣流量計量測實際流量，進行一閉迴路控制微調該焦爐氣流量以及該空氣流量。
於本實施例中，該處理模組於間隔一系統設定時間或一使用者設定時間時，記錄該控制閥開度，與包括該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量的一實際流量數值，繪製該開度流量關係圖。
其中，於正常流量時，該開度流量關係圖為一收斂直線或一收斂曲線。
於本實施例中，該開度流量關係圖依據該控制閥開度以及該實際流量數值，自動以一散佈圖形式繪製具有散佈趨勢的該開度流量關係圖。
其中，該開度流量關係圖更包括一預設閾值範圍。
於本實施例中，該預設閾值範圍包括一上限閾值以及一下限閾值，其中該上限閾值對應於實際流量的最大值，該下限閾值對應於實際流量的最小值。
其中，該控制閥分析系統更包括一警示單元，當該開度流量關係圖發散情形不符合該預設閾值範圍時，產生一警示訊息。
綜上所述，本發明通過退火爐加熱區、控制閥、流量計的配合，有效將控制閥開度與流量擷取記錄，使控制閥的健康狀態可視化，來協助使用者判斷控制閥維修的必要性，提高製程良率，並可透過本發明的控制閥分析系統，大幅改善現有退火爐控制閥異常判斷、原本缺乏根據的設備維修排程，有效降低維護人力及物料成本。。
雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
110:退火爐
111:焦爐氣控制閥
112:空氣控制閥
113:焦爐氣流量計
114:空氣流量計
120:處理模組
130:顯示單元
Claims (10)
- 一種控制閥分析系統，使用於一熱浸鍍鋅退火爐加熱區，該控制閥分析系統包括：一退火爐，設置有複數個輻射管加熱器，透過該輻射管加熱器產生複數個加熱區，用以加熱該退火爐內一鋼帶，其中該退火爐更包括：一焦爐氣控制閥，用以控制供應該加熱區所需要的一焦爐氣流量；一空氣控制閥，用以控制供應該加熱區所需要的一空氣流量；一焦爐氣流量計，用以量測並取得一焦爐氣實際流量；以及一空氣流量計，用以量測並取得一空氣實際流量；一處理模組，電信連接該退火爐，依據該退火爐內所需的一熱量資訊，計算出所需的該焦爐氣流量以及該空氣流量，並產生一控制閥開度資訊，用以調整一控制閥開度，再依據該控制閥開度、該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量產生一開度流量關係圖；以及一顯示單元，電信連接該處理模組，用以顯示該開度流量關係圖。
- 如申請專利範圍第1項所述的控制閥分析系統，其中該退火爐依據該輻射管加熱器分布方式產生八個加熱區。
- 如申請專利範圍第1項所述的控制閥分析系統，其中該輻射管加熱器以一焦爐氣為燃料，與一空氣混合後，在該輻射管加熱器內燃燒，將熱源以熱對流、熱輻射形式傳遞至該鋼帶進行加熱。
- 如申請專利範圍第1項所述的控制閥分析系統，其中該退火爐更包括一控制閥驅動單元，依據該控制閥開度資訊調整該控制閥開度 至一目標角度，其中該控制閥開度更包括該焦爐氣控制閥的一焦爐氣控制閥開度，以及該空氣控制閥的一空氣控制閥開度。
- 如申請專利範圍第4項所述的控制閥分析系統，其中透過該控制閥驅動單元調整至該目標角度後，再透過該焦爐氣流量計以及該空氣流量計量測實際流量，進行一閉迴路控制微調該焦爐氣流量以及該空氣流量。
- 如申請專利範圍第4項所述的控制閥分析系統，其中該處理模組於間隔一系統設定時間或一使用者設定時間時，記錄該控制閥開度，與包括該焦爐氣實際流量以及該空氣實際流量的一實際流量數值，繪製該開度流量關係圖。
- 如申請專利範圍第6項所述的控制閥分析系統，其中該開度流量關係圖依據該控制閥開度以及該實際流量數值，自動以一散佈圖形式繪製具有散佈趨勢的該開度流量關係圖。
- 如申請專利範圍第1項所述的控制閥分析系統，其中該開度流量關係圖更包括一預設閾值範圍。
- 如申請專利範圍第8項所述的控制閥分析系統，其中該預設閾值範圍包括一上限閾值以及一下限閾值，其中該上限閾值對應於實際流量的最大值，該下限閾值對應於實際流量的最小值。
- 如申請專利範圍第8項所述的控制閥分析系統，其中該控制閥分析系統更包括一警示單元，當該開度流量關係圖發散情形不符合該預設閾值範圍時，產生一警示訊息。
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