[發明專利]全氫罩式退火爐控制系統

無效

• 申請號: 200610095013.7
• 申請日: 2006-08-04
• 公開（公告）號: CN101117659A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 陳開華
• 申請（專利權）人: 重慶鋼鐵集團電子有限責任公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/26;C21D9/54
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 張先蕓;李明

技術領域

本發明涉及全氫罩式退火爐控制系統，具體涉及基于西門子S7-300PLC的全氫罩式退火爐控制系統，屬于自動化控制技術領域。

背景技術

全氫罩式退火爐是高質量冷軋產品退火設備(70t/爐)，是將鋼卷置于氫氣氛圍中經加熱(700-850攝氏度)、保溫和冷卻的熱處理的重要設備，其工藝是冷軋薄板廠對冷軋后的鋼卷進行熱處理的重要工藝環節。由于是對密閉強對流循環的全氫氛圍中的鋼卷進行加熱，所以除了溫度控制的精度要求較高外，生產過程中的安全問題是特別重要的---這就對控制系統及控制軟件的設計提出了很高的要求。罩式退火爐由以下幾大部件構成：基座、內罩、加熱罩、冷卻罩、供氣閥架及控制系統。罩式退火爐的生產過程比較特殊，它是一種間歇式的生產方式，先將鋼卷置放于基座上，蓋上內罩并將內罩與基座卡緊，經過冷泄漏測試排盡內罩的空氣后，將加熱罩置于內罩上，再按事先設定好的溫度曲線進行加熱。加熱完成后，經過熱泄漏測試，再用冷卻罩換掉加熱罩進行冷卻。在整個生產過程中必須防止空氣進入裝料工作區，并且要保證裝料工作區內的壓力穩定。

目前，全氫罩式退火爐工藝的研究和設備制造在全世界僅有EBNER等兩家公司。國內大多數同類設備都是10年以前引進的產品或技術，設備陳舊、控制精度和節能效果以及軋鋼廠新產品的研發，都已經不能滿足生產廠家的要求，故急需對該項技術進行研究開發，對舊設備進行技術改造。2001年寶鋼曾對全氫罩式退火爐進行國產化研究，但對控制系統的研究并無突破性進展。

發明內容

針對原引進的全氫罩式退火爐控制系統，存在控制精度不高和節能效果不好之不足，本發明的目的是提供一種有效改善控制精度和節能效果的全氫罩式退火爐全新控制系統。

本發明的目的是這樣實現的：全氫罩式退火爐控制系統，包括1個主PLC柜、多個爐臺控制柜和與爐臺控制柜對應的加熱罩控制柜、現場控制柜，其特征在于每個爐臺控制柜有兩個從PLC系統。主PLC柜和從PLC之間由工業以太網連接，實現快速通訊；每個從PLC上有兩條PROPIEBUS-DP現場通訊總線，通過PROPIEBUS-DP1連接一個TP270就地操作面板，通過PROPIEBUS-DP2遠程連接到爐臺ET200I/O箱和加熱罩ET200I/O箱，實現現場信號采集和控制信號輸出；主PLC和從PLC的就地操作由各自的TP270操作面板實現。

主PLC系統：控制液壓站、空氣排放線、氫氣排放線、冷卻水站和退火表的管理和控制；與從PLC之間有應答聯絡和優先級排隊，滿足各個爐臺的從PLC的不同要求。

從PLC控制系統：每一座爐臺都有一套獨立的從PLC控制系統；現場信號采集和控制信號輸出由爐臺遠程I/O(ET?200)和加熱罩遠程I/O實現。

所述從PLC控制包括下列步驟：

確定內罩是否卡緊——給主PLC液壓鎖緊機構控制信號；

裝料區壓力控制——多級安全生產壓力控制及聯鎖；

裝料區常溫測漏——加熱前常溫下爐壓穩定性測試，以保證內罩無泄漏；

爐臺風機控制——爐臺風機速度控制，以保證不同生產階段的需要；

內罩安全空氣吹掃——安全吹掃智能控制，以保證內罩無空氣；

加熱罩燃燒室空氣吹掃——保證點火時燃燒室無大量燃氣；

溫度設定程序——自適應在線溫度設定模型；

加熱罩和裝料區溫度控制——脈沖式模糊溫度控制器；

退火程序控制——退火過程階段控制；

裝料區高溫測漏——加熱完成時的高溫狀態下爐壓穩定性測試，以保證內罩無泄漏；

風冷和水冷控制——加熱結束后進行風冷和水冷；

內罩安全氫氣吹掃——退火完成后，用氮氣置換氫氣，保證安全松開內罩；

系統安全聯鎖控制——氫氣控制及多重安全聯鎖；

系統設備和程序報警——所有外部設備故障、控制過程檢測參數異常報警和退火各階段提示。

同時，有兩套監控系統，用一臺CITECT?I/O服務器連接到PLC級的工業以太網，一臺操作站，經以太網通訊連接和集中監控軟件一起構成集中監控系統；退火爐的集中過程監控系統執行如下步驟：

由操作站將退火表同時存儲在CITECT?I/O服務器和主PLC，并直接下載到每個從PLC。