[发明专利]一种中厚板辊式淬火机自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及热处理过程自动控制领域，特别是涉及一种中厚板辊式淬火机设备及工艺自动控制系统。

背景技术

中厚板辊式淬火机冷却强度高，工艺技术复杂，淬火过程控制难度很大。相关设备、工艺及控制系统长期被国外少数公司垄断，致使我国中厚板淬火装备及技术在2008年以前完全依赖进口。进口设备控制系统过于强调在线控制单元的直接、稳定、可靠控制，忽视PLC系统逻辑控制与快速响应、工艺过程的精确自动控制、跟踪通讯系统的准确可靠运行以及生产数据的科学化管理，生产模式和控制方式比较单一，导致热处理线相关工艺规程及关键控制参数经常依赖人工设定、人工干预和人工记录，影响中厚板淬火质量和工艺稳定性，限制了辊式淬火机全自动化连续稳定生产。此外，尽管进口设备具备经验管理系统，能够在线制定经验淬火规程，但规程控制缺少在线修正和自学习，产生温度控制不精确、板形不良等问题。可见，如何建立一个集成的系统，实现淬火规程准确快速下达，淬火实绩及时准确记录，淬火过程精确、自动和安全控制以及淬火机智能化、简单化操作一直是中厚板辊式淬火机控制的难点。

专利CN101921907A，公开了一种基于模型控制的钢板淬火时的板形修正方法，根据实际淬火后钢板板形的翘曲方向和翘曲量计算钢板表面组织分布差异，再利用水量模型分析换热，进而控制板形。该方法主要以板形为研究对象，并为说明如何构建控制系统来实现板形控制，与本文涉及的淬火机整体控制系统关系不大。

专利CN102021313A，公开了提高跟踪系统控制精度保证中厚板淬火性能稳定性的方法，利用光栅精确控制炉内辊道和淬火机辊道速度，达到精确跟踪的目的。这种方法旨在通过改进在线检测装置达到钢板跟踪精确控制的目的，是一种硬件控制方法，与本发明涉及的控制系统无关。

专利CN101058850A，公开了一种淬火机计算机控制系统控制阀控制装置，通过增设控制电路，建立实时报警功能，通过在线监测迅速查找故障点。该装置属硬件系统开发或改造，与本发明整体控制系统所涉及的内容无关。

发明内容

本发明的目的是提供一种中厚板辊式淬火机自动控制系统，针对目前中厚板辊式淬火机整体自动化水平不高、控制精度差等问题，建立整合的淬火机自动控制系统，实现淬火规程快速准确下达、淬火实绩准确及时记录、淬火过程安全自动控制和淬火机操作智能简便的目标。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种中厚板辊式淬火机自动控制系统，包括PLC系统、界面系统、过程控制系统和跟踪通讯系统，其特征在于：

所述过程控制系统用于根据入炉触发获得钢板计划信息后，调用淬火机数据库中模型参数和物性参数预计算淬火规程，并将计算结果存储到淬火机数据库中；根据准备出炉触发获得的板号向淬火机数据库查询待出炉钢板规程，若实测钢板出炉温度与目标值差别较大则重新修正计算淬火规程，淬火规程由通讯系统发送至界面上显示以及所述PLC系统中执行；并且凭出淬火机触发调用自学习模块，进行水量和终冷温度自学习，并将自学习系数存入淬火机数据库中；

所述PLC系统用于在规程执行过程中进行淬火机自检，各项自检均通过后产生准备好信号，允许热处理炉出钢；

所述跟踪通讯系统用于将钢板淬火后生成的由实测参数、计算规程和钢板计划信息组成的淬火实绩发送给所述过程控制系统及厂级MES或计划管理系统中记录，同时保存到淬火机数据库中。

一种中厚板辊式淬火机自动控制系统，其特征在于，所述PLC系统采用喷水水量和喷水水压双闭环控制，利用Fuzzy-PID法控制喷水水量，模糊控制器输入量为流量偏差和流量偏差变化率，输出量为流量调节阀开口度；所述界面系统采用C/S结构，用于显示淬火规程、实际淬火工艺参数、喷水参数、设备状态信息和报警信息。

一种中厚板辊式淬火机自动控制系统，其特征在于，所述过程控制系统采用多线程并行处理技术，包括预计算、修正计算、自学习、数据处理、离线模拟计算和经验管理系统6个线程，各线程计算结果可在过程控制系统界面上显示。

一种中厚板辊式淬火机自动控制系统，其特征在于，将步序控制和安全连锁相结合，组成淬火机自检系统，自检系统包含在淬火机的所述PLC系统中，所述自检系统包括喷水水量自检、喷水压力自检、辊缝自检、辊速自检和液压系统自检五项，当淬火机各项实际检测值与设定值差值小于允许误差时，自检通过并产生准备好信号，允许热处理炉出钢。