TWM643852U - 全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，包括一爐座；一冷卻水出水管路，與該爐座連接；一溫度感測器，設置在該冷卻水出水管路處，以感測一冷卻水溫度數值；一控制單元，控制該爐座並與該溫度感測器通訊連接，以讀取該溫度感測器所感測到的該冷卻水溫度數值；以及一程控電腦，與該控制單元通訊連接，以接收並記錄從該控制單元所傳送的該冷卻水溫度數值以儲存成一冷卻水溫度數值資料庫，其中該程控電腦蒐集並分析該冷卻水溫度數值資料庫以產生一冷卻水溫度異常監控結果以及一冷卻水溫度異常預警結果。

Description

全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統

本創作係關於一種全氫退火爐座設備，特別是關於一種全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統。

請參考圖1，目前所熟知的全氫罩式退火爐200，是由一機械設備210、一基礎控制系統220、一監控運算系統230、一退火製程數學模型240以及一生產管理控制系統250所組成。機械設備210可包含一爐座211、一內爐212、一加熱爐213、一冷卻爐214以及一公用流體循環系統設備(圖1中未示)。一般而言，待處理產品(例如待處理的鋼材)先放置在爐座211上，在將內爐212將待處理產品與爐座211罩蓋住，再將加熱爐213罩蓋住內爐212進行加熱，加熱到所需溫度後，將加熱爐213置換成冷卻爐214進行冷卻，最後移除冷卻爐214與內爐211而取出完成處理的產品。

基礎控制系統220可包含一組獨立的控制單元(Base Control Unit，BCU) 221，以控制單一爐座211，並透過網路架構而與現場設備連線通訊。監控運算系統230可包含一伺服器運算以及控制室操作電腦，透過網路而與生產管理控制系統250以及控制單元(BCU) 221通訊，再以退火製程數學模型240給予生產製程的設定數值。

在製程生產過程中，整體爐座211的冷卻水溫度的理論值不會超過設定的一臨界溫度。請參考圖2，當爐座211的冷卻水溫度超過所設定的臨界溫度時，即視為異常；若是超過設定的一警戒溫度時，即視為嚴重異常，則會造成連接在冷卻水出水管路處的RC馬達(RCM)出現過熱故障。在長期的水溫異常影響下，除了產品的品質及機械設備的操作功能會下降之外，亦會導致可燃性氣體外洩的情況出現。

本創作者鑑於前述的問題，進而用心研究開發，因此本創作主要目的係在提供一種全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，在冷卻水出水管路處設置例如電阻式溫度感測器的一溫度感測器，以感測爐座冷卻水溫度數值，並即時將爐座冷卻水溫度數值進行回傳，以減少現場操作人員至高溫區對爐座冷卻水溫度進行檢測的頻率，並降低檢測危險的風險。透過網路架構連線通訊與控制室電腦的系統監控(即程控電腦)，以對自動蒐集並分析製程相關數據；當爐座冷卻水溫度出現異常時，可提前讓操作人員瞭解並查看爐座現況，以下達後續改善作業指令並提前安排爐座修護。意即，透過程控電腦對製程數據進行蒐集並自動分析，產生爐座冷卻水溫度異常監控及預警結果，操作人員可根據結果，提前安排爐座進行修護，避免在長期的水溫異常出現，影響產品的品質、機械設備與爐座等設備的操作功能。

為達上述的目的，本創作提供一種全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，包括一爐座；一冷卻水出水管路，與該爐座連接；一溫度感測器，設置在該冷卻水出水管路的一預定處，以感測該冷卻水出水管路中的一冷卻水溫度數值；一控制單元，控制該爐座並與該溫度感測器通訊連接，以讀取該溫度感測器所感測到的該冷卻水溫度數值；以及一程控電腦，與該控制單元通訊連接，以接收並記錄從該控制單元所傳送的該冷卻水溫度數值以儲存成一冷卻水溫度數值資料庫，其中該程控電腦蒐集並分析該冷卻水溫度數值資料庫以產生一冷卻水溫度異常監控結果以及一冷卻水溫度異常預警結果。

在一些實施例中，在該冷卻水出水管路還設置有一RC馬達，位在該爐座與該溫度感測器之間。

在一些實施例中，該冷卻水溫度異常監控結果至少包括統計每月總生產次數、水溫超過設定的臨界溫度的次數、水溫超過設定的臨界溫度的比例、水溫超過警戒溫度的次數、水溫超過警戒溫度的比例以及當月最高溫度。

在一些實施例中，該程控電腦透過所產生的該冷卻水溫度異常預警結果，即時發出冷卻水溫度異常警示訊息，當該爐座的冷卻水溫度超過設定的臨界溫度時，即視為異常；若是超過警戒溫度時，即視為嚴重異常；則該程控電腦推送水溫異常或嚴重異常警示訊息，並自動計算異常及嚴重異常的比例，經由該程控電腦制定維修策略，給予操作人員其異常資訊。

在一些實施例中，該溫度感測器為一電阻式溫度感測器。

在一些實施例中，當月出現水溫異常或嚴重異常狀況累計超過總生產次數的50%時，操作人員即安排該爐座進行修護。

在一些實施例中，該全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，還包括一間接水出口管路。

在一些實施例中，該間接水出口管路設置有另一溫度感測器。

在一些實施例中，該另一溫度感測器為一電阻式溫度感測器。

在一些實施例中，該溫度感測器、該控制單元以及該程控電腦透過網路架構而通訊連接。

關於本創作藉以達到上述目的之技術手段，茲以下列實施型態配合圖示於下文作詳細說明，俾令 鈞上深入瞭解並認同之。

一般的全氫罩式退火爐設備，可參考前述習知技術的描述，故不再在此贅述。

圖3為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的一實施例的示意圖。圖4為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的該實施例的部分示意圖。

請參考圖3及圖4，本創作的全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統100包括一爐座1、一冷卻水出水管路2、一溫度感測器3、一控制單元4以及一程控電腦5。

請參考圖4，在對爐座1進行冷卻時，會將冷卻水依序經由冷卻水入水管路、爐座1以及冷卻水出水管路2而對爐座1進行冷卻。而溫度感測器3可設置在冷卻水出水管路2的一預定處，以感測冷卻水出水管路2中的一冷卻水溫度數值。在一些實施例中，溫度感測器3為一電阻式溫度感測器，但並不以此為限。在一些實施例中，冷卻水出水管路2還設置有一RC馬達6。RC馬達6是位在爐座1與溫度感測器3之間。

請參考圖3，控制單元4則控制相對應的爐座1，並與溫度感測器3通訊連接，以讀取溫度感測器3所感測到的冷卻水溫度數值。在一些實施例中，控制單元4是透過網路架構而與溫度感測器3通訊連接，但並不以此為限。

請參考圖3，程控電腦5與控制單元4通訊連接，以接收並記錄從控制單元4所傳送的冷卻水溫度數值以儲存成一冷卻水溫度數值資料庫。在一些實施例中，程控電腦5是透過網路架構而與控制單元4通訊連接，但並不以此為限。程控電腦5蒐集並分析冷卻水溫度數值資料庫以產生一冷卻水溫度異常監控結果以及一冷卻水溫度異常預警結果。

在一些實施例中，冷卻水溫度異常監控結果至少包括統計每月總生產次數、水溫超過設定的臨界溫度的次數、水溫超過設定的臨界溫度的比例、水溫超過警戒溫度的次數、水溫超過警戒溫度的比例以及當月最高溫度。程控電腦5透過所產生的冷卻水溫度異常預警結果，即時發出冷卻水溫度異常警示訊息，當爐座1的冷卻水溫度超過設定的臨界溫度時，即視為異常；若是超過警戒溫度時，即視為嚴重異常；則程控電腦5推送水溫異常或嚴重異常警示訊息，並自動計算異常及嚴重異常的比例，經由程控電腦5制定維修策略，給予操作人員其異常資訊。

在一些實施例中，本創作的全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統100還包括一間接水出口管路20。而間接水出口管路20設置有另一溫度感測器30。在一些實施例中，溫度感測器30為一電阻式溫度感測器，但並不以此為限。

圖5為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的該實施例的爐座冷卻水溫數據表示圖。請參考圖3及圖4，本創作所揭露的全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統100，設置電阻式感測器3(及/或溫度感測器30)，並即時回傳爐座1的冷卻水溫度數值，可減少操作人員至高溫區對爐座1的冷卻水溫度進行檢測的頻率，並降低檢測危險的風險。請再同時參考圖5，透過網路架構連線通訊與控制室電腦的系統監控(即程控電腦)，以對自動蒐集並分析製程相關數據(即冷卻水溫度異常監控結果以及冷卻水溫度異常預警結果)；如圖5所示，當爐座1的冷卻水溫度出現異常時，可提前讓操作人員瞭解並查看爐座1現況，以下達後續改善作業指令並提前安排爐座修護。

本創作的全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統100具有下列特點。

本創作的第一個特點為系統自動蒐集並分析相關數據。冷卻水溫度的異常是由程控電腦5定時自動蒐集，設定水溫異常預警值(包括臨界溫度以及警戒溫度)，並自動分析及提出預警結果，減少人工蒐集資料的步驟，避免資料有遺漏或人為錯誤發生，且可讓操作人員提前安排爐座1的修護作業。

本創作的第二個特點為制定冷卻水溫度預警值(包括臨界溫度以及警戒溫度)。當冷卻水溫度達到所設定的預警值時，即視為異常狀況。意即，當爐座1的水溫超過設定的臨界溫度時，即視為異常；若是超過警戒溫度時，即視為嚴重異常。統計每月總生產次數、水溫超過設定的臨界溫度的次數、水溫超過設定的臨界溫度的比例、水溫超過警戒溫度的次數、水溫超過警戒溫度的比例以及當月的最高溫度。

圖6為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的該實施例的爐座冷卻水溫度嚴重異常數據表示圖，以ANB692為例。請參考圖6，以ANB692為例，在總生產次數8次內，有5次的水溫超過警戒溫度，其嚴重異常比例高達63%，操作人員將優先安排該爐座到修護名單。

本創作的第三個特點為制定爐座修護策略。當月出現水溫異常或嚴重異常狀況累計超過總生產次數的50%時，操作人員將安排該爐座進行修護。維修後可觀察該爐座生產狀況，保持爐座的冷卻水溫度運作正常，避免在長期的水溫異常出現情況下，除了影響產品的品質及機械設備的操作功能之外，進而導致可燃性氣體外洩的情況出現。

綜上所述，當冷卻水溫度出現異常時，影響生產作業層面甚大，不只爐座1的RC馬達(RCM) 6會出現過熱故障，進而影響製程品質，在長期異常的情況下，亦可能出現漏氣的情況出現。本創作所揭露的全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統100，藉由所設置的溫度感測器3(及/或溫度感測器30)感測冷卻水溫度，進行即時監控，提前安排出現異常的爐座進行修護，以避免上述的危害情況發生。

100:全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統 1:爐座 2:冷卻水出水管路 20:間接水出口管路 3:溫度感測器 30:溫度感測器 4:控制單元 5:程控電腦 6:RC馬達 200:全氫罩式退火爐 210:機械設備 211:爐座 212:內爐 213:加熱爐 214:冷卻爐 220:基礎控制系統 221:控制單元 230:監控運算系統 240:退火製程數學模型 250:生產管理控制系統

圖1為習知全氫退火爐的方塊示意圖。

圖2為習知全氫退火爐的製程階段的溫度數值曲線示意圖。

圖3為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的一實施例的示意圖。

圖4為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的該實施例的部分示意圖。

圖5為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的該實施例的爐座冷卻水溫數據表示圖。

圖6為本創作全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統的該實施例的爐座冷卻水溫度嚴重異常數據表示圖，以ANB692為例。

1:爐座

2:冷卻水出水管路

20:間接水出口管路

3:溫度感測器

30:溫度感測器

6:RC馬達

Claims (10)

1. 一種全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，包括： 一爐座； 一冷卻水出水管路，與該爐座連接； 一溫度感測器，設置在該冷卻水出水管路的一預定處，以感測該冷卻水出水管路中的一冷卻水溫度數值； 一控制單元，控制該爐座並與該溫度感測器通訊連接，以讀取該溫度感測器所感測到的該冷卻水溫度數值；以及 一程控電腦，與該控制單元通訊連接，以接收並記錄從該控制單元所傳送的該冷卻水溫度數值以儲存成一冷卻水溫度數值資料庫，其中該程控電腦蒐集並分析該冷卻水溫度數值資料庫以產生一冷卻水溫度異常監控結果以及一冷卻水溫度異常預警結果。
2. 如請求項1所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中在該冷卻水出水管路還設置有一RC馬達，位在該爐座與該溫度感測器之間。
3. 如請求項1所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中該冷卻水溫度異常監控結果至少包括統計每月總生產次數、水溫超過設定的臨界溫度的次數、水溫超過設定的臨界溫度的比例、水溫超過警戒溫度的次數、水溫超過警戒溫度的比例以及當月最高溫度。
4. 如請求項1所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中該程控電腦透過所產生的該冷卻水溫度異常預警結果，即時發出冷卻水溫度異常警示訊息，當該爐座的冷卻水溫度超過設定的臨界溫度時，即視為異常；若是超過警戒溫度時，即視為嚴重異常；則該程控電腦推送水溫異常或嚴重異常警示訊息，並自動計算異常及嚴重異常的比例，經由該程控電腦制定維修策略，給予操作人員其異常資訊。
5. 如請求項1所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中該溫度感測器為一電阻式溫度感測器。
6. 如請求項3所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中當月出現水溫異常或嚴重異常狀況累計超過總生產次數的50%時，操作人員即安排該爐座進行修護。
7. 如請求項1所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，還包括一間接水出口管路。
8. 如請求項7所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中該間接水出口管路設置有另一溫度感測器。
9. 如請求項8所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中該另一溫度感測器為一電阻式溫度感測器。
10. 如請求項1所述之全氫退火爐座冷卻水溫度異常監控預警系統，其中該溫度感測器、該控制單元以及該程控電腦透過網路架構而通訊連接。

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