鋼管熱處理線電氣控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種鋼管熱處理線電氣控制裝置，包括：傳動控制單元，包括：第一可編程邏輯控制器PLC、變頻器以及編碼器；液壓控制單元，包括：第二可編程邏輯控制器PLC、軟啟動器；主控制單元，包括：第三可編程邏輯控制器PLC、操作臺以及上位機。本發(fā)明利用編碼器實現(xiàn)驅(qū)動部分的閉環(huán)控制，各PLC之間的網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊，上位機實現(xiàn)監(jiān)控，既提高了設(shè)備的實用性，又可以解決信號傳輸過程的穩(wěn)定性，可減少設(shè)備電纜的衍射，減少故障率，在維護上更為快捷、高效，大大降低設(shè)備的維護成本。
【專利說明】鋼管熱處理線電氣控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼管熱處理線電氣控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管熱處理線控制系統(tǒng)是對鋼管進行熱處理的控制裝置，在處理過程中對鋼管進 行加熱及冷卻，調(diào)整金屬介質(zhì)的物理特性，在鋼管的熱處理行業(yè)發(fā)揮重要作用。其主要工 藝過程是：淬火加熱-淬火水冷卻-回火加熱-一次冷床風(fēng)冷卻-二次冷床自然冷卻-矯 直-探傷-收料。 ~
[0003]鋼管通過上料液壓機構(gòu)翻轉(zhuǎn)到輥道上，移動進入淬火中頻爐加熱系統(tǒng)，經(jīng)過四級 加熱系統(tǒng)，溫度不斷上升，直至達(dá)到淬火所需溫度后，出爐進入淬火室，由冷卻水進行淬火， 后經(jīng)由移鋼機進行翻轉(zhuǎn)進入回火中頻爐加熱系統(tǒng)，經(jīng)過二級加熱系統(tǒng)，溫度不斷上升，直至 達(dá)到回火所需溫度后，再由移鋼機翻轉(zhuǎn)上一次冷床，在一次冷床不斷前進過程中，由風(fēng)機對 無縫鋼管進行一次冷卻，再由移鋼機轉(zhuǎn)移至二次冷床進行二次自然冷卻，經(jīng)過兩次的冷卻 使無縫鋼管的溫度基本達(dá)到室溫后，最后進行矯直，探傷和收料。
[0004]現(xiàn)有的整個控制采用全套進口設(shè)備來保證控制過程，而進口設(shè)備造價高,定貨周 期較長，需要具備專業(yè)技術(shù)和行業(yè)基礎(chǔ)的技術(shù)人員進行維護，使一些中小企業(yè)維護困難，間 接增加了企業(yè)運行生產(chǎn)成本。
[0005] 傳統(tǒng)的電路控制方式在運行中缺少穩(wěn)定性，故障率較高，靈活性差，傳統(tǒng)的信息傳 輸方式穩(wěn)定性差，故障節(jié)點多，控制設(shè)備較為簡單，大量電纜的敷設(shè)增加了成本及維護費 用，而且還需要過多的操作人員，增加了人力成本，浪費了資源。
[0006] 由此可見，上述現(xiàn)有的鋼管熱處理線的控制裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有 不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來 謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu) 能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種鋼管熱處理線電氣控制裝置，所要解決的技術(shù)問題是 實現(xiàn)對設(shè)備髙效、可靠、精確的集中控制，同時裝置構(gòu)成簡單，維護快捷、方便，降低成本。
[0008] 本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明提供一種鋼管熱處理線電氣 控制裝置，其包括：傳動控制單元，包括：第一可編程邏輯控制器PLC、變頻器以及編碼器， 所述第一可編程邏輯控制器PLC與所述變頻器、所述編碼器分別連接，所述變頻器、所述編 碼器均與傳動系統(tǒng)的傳動電機連接；液壓控制單元，包括：第二可編程邏輯控制器PLC、軟 啟動器，所述第二可編程邏輯控制器PLC與所述軟啟動器連接，所述第二可編程邏輯控制 器PLC和所述軟啟動器均與液壓系統(tǒng)的液壓電機連接；主控制單元，包括：第三可編程邏輯 控制器PLC、操作臺以及上位機，所述第三可編程邏輯控制器PLC與所述第一可編程邏輯控 制器PLC、所述第二可編程邏輯控制器PLC以及所述操作臺均連接，所述上位機與所述第一 可編程邏輯控制器PLC連接。
[0009] 本發(fā)明的目的還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
[0010] 較佳的，前述的鋼管熱處理線電氣控制裝置，其中所述上位機與所述第一可編程 邏輯控制器PLC之間通過以太網(wǎng)連接。
[0011] 較佳的，前述的鋼管熱處理線電氣控制裝置，其中所述第一可編程邏輯控制器 PLC與所述編碼器之間、所述第一可編程邏輯控制器PLC與所述變頻器之間均通過PROF I BUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。
[0012] 較佳的，前述的鋼管熱處理線電氣控制裝置，其中所述第三可編程邏輯控制器PLC 與所述第一可編程邏輯控制器PLC之間、所述第三可編程邏輯控制器PLC與所述第二可編 程邏輯控制器PLC之間均采用PROF I BUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。
[0013] 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種鋼管熱處理線電氣控制裝置至少具有下列優(yōu)點及 有益效果：
[0014] (1)實現(xiàn)對設(shè)備的集中控制，信息傳輸方式穩(wěn)定；
[0015] (2)環(huán)形通訊方式使控制更加高效、可靠；
[0016] (3)驅(qū)動部分配合編碼器實現(xiàn)閉環(huán)控制使控制更加精確；
[0017] (4)整套設(shè)備操作簡易，功能全面，系統(tǒng)構(gòu)成簡單，減少了電纜的敷設(shè)，維護快捷、 方便，降低了成本。
[0018] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的連接示意圖，其中，虛線部分并不包括在本發(fā)明之內(nèi)，只是為了方 便理解而增加的示意連接。
[0020] 【主要元件符號說明】
[0021] 1 :變頻器 2 :第一可編程邏輯控制器PLC
[0022] 3:軟啟動器 4:第二可編程邏輯控制器PLC
[0023] 5 :上位機 6 :操作臺
[0024] 7 :第三可編程邏輯控制器PLC 8 :編碼器
[0025] 9:傳動電機 10:液壓電機
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié) 合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種鋼管熱處理線電氣控制裝置的具體實施方 式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0027] 本發(fā)明的鋼管熱處理線電氣控制裝置是以進口電氣元件為基礎(chǔ)，改進了內(nèi)部硬件 控制方式，整套設(shè)備由原進口設(shè)備的繼電控制改為米用可編程序控制器控制。該裝置如附· 圖1所示，其中，虛線部分并不包括在本發(fā)之內(nèi)，只是為了方便理解而增加的示意連接。
[0028] 請參閱圖1，本發(fā)明的鋼管熱處理線電氣控制裝置包括：變頻器1、第一可編程邏 輯控制器PLC2、軟啟動器3、第二可編程邏輯控制器PLC4、上位機5、操作臺6、第三可編程邏 輯控制器PLC7以及編碼器8。
[0029]變頻器1與第一可編程邏輯控制器PLC2之間通過PROF I BUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接，變頻 器1還與整套設(shè)備中的傳動系統(tǒng)的傳動電機9連接，主要負(fù)責(zé)傳動電機9驅(qū)動功能，并接受 現(xiàn)場編碼器 8的信號，實現(xiàn)精確多功能定位。變頻器丨可采用西門子公司的工程型矢量變 頻器6SE7〇驅(qū)動電機，6SE70變頻器功能強大，不僅具備精確的矢量計算，還具有靈活的編 程功能，使控制更加的靈活可靠。
[0030]第一可編程邏輯控制器PLC2除了與變頻器1連接之外，還與編碼器8、第三可編程 邏輯控制器PLC：7分別通過prof IBUS-Dp網(wǎng)絡(luò)連接。主要用于采集變頻器！所控制的傳動 電機9的實際運行速度，設(shè)定變頻器1的頻率，采集設(shè)備的溫度和壓力信號等。
[0031]編碼器了與第一可編程邏輯控制器PLC2連接之外，還與傳動控制單元的傳動 電機9連接，用于采集傳動電機9運行的速度數(shù)據(jù)，并通過第一可編程邏輯控制器PLC2計 算和-定后控制變頻器1，使變頻器1控制更加精確可靠。編碼器 9主要作為信號采集和反 饋的元件使傳動電機9的速度控制形成閉環(huán)。
[0032] 上彳兄機5與第一可編程邏輯控制器PLC2之間采用Ethernet以太網(wǎng)連接，上位機 5是對整個設(shè)備工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、變量記錄、報警記錄等工藝過程進行監(jiān)視和控制。上 位機可采用西門子WINCC軟件，既能對設(shè)備工藝參數(shù)的監(jiān)控和給定，還可以實時監(jiān)控到設(shè) 備的運行和故障報警情況，減少了操作人員的數(shù)量，以及設(shè)備的維護更加方便快捷，節(jié)省成 本。
[0033]操作臺6與第三可編程邏輯控制器PLC7連接，操作臺6上的按鈕控制整個設(shè)備的 啟停，利用操作臺6上設(shè)置的指示燈顯示設(shè)備的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。
[0034]第三可編程邏輯控制器PLC7除了與操作臺6連接以外，還分別與第一可編程邏輯 控制器PLC2和第二可編程邏輯控制器PLC4之間形成PROF I BUS-DP網(wǎng)絡(luò)。第三可編程邏 輯控制器PLC7主要負(fù)責(zé)用于操作臺6上按鈕和指示燈數(shù)據(jù)的采集和控制，來啟停整套設(shè) 備，以及顯示設(shè)備運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。
[0035]軟啟動器3與第二可編程邏輯控制器PLC4連接，其中，軟啟動器3與第二可編程 邏輯控制器PLC4均與液壓系統(tǒng)的液壓電機10連接，主要用于控制液壓電機10啟動過程中 減少對電網(wǎng)的沖擊。
[0036]第二可編程邏輯控制器PLC4除了與軟啟動器3連接之外，還與第三可編程邏輯控 制器PLC7之間通過PROF I BUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。第二可編程邏輯控制器PLC4主要控制液壓 系統(tǒng)的液壓電機10以及閥門的動作，還要對液壓系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)的采集和記錄，例如電機的 啟停和液壓系統(tǒng)油溫，油量以及油壓等數(shù)據(jù)的采集和記錄。
[0037]整套控制裝置各個可編程邏輯控制器PLC(即第一可編程邏輯控制器PLC2、第二 可編程邏輯控制器PLC4以及第三可編程邏輯控制器PLC7)均可采用西門子公司S7-300系 列的可編程邏輯控制器PLC完成信號采集與處理，并通過PROF I BUS-DP及工業(yè)以太網(wǎng)對 各組控制單元之間進行連接，形成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)對設(shè)備的集中控制，從而保證設(shè)備之間的通 信安全更加可靠，減少電纜的衍射。
[0038]根據(jù)以上所述，整套控制裝置可分為三個控制單元：傳動控制單元、液壓控制單元 以及主控制單元，整套控制裝置用于控制整個設(shè)備的兩個系統(tǒng)：傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。其 中，上述的變頻器1、第一可編程邏輯控制器PLC2以及編碼器8屬于傳動控制單元，具體 可以表現(xiàn)為傳動控制柜的形式，其安裝在配電間，用于控制傳動系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)傳動系統(tǒng)中 動力驅(qū)動，控制鋼管的行走和鋼管的轉(zhuǎn)移、信號檢測及傳輸?shù)裙δ?，并接受現(xiàn)場編碼器8信 號，實現(xiàn)精確多功能定位；上述的軟啟動器3和第二可編程邏輯控制器 PLC4屬于液壓控制 單元，具體可以表現(xiàn)為液壓控制柜的形式，其安裝在液壓系統(tǒng)旁邊，用于控制液壓系統(tǒng)，主 要負(fù)責(zé)液壓系統(tǒng)中的上料裝置的伸出和收回，一次和二次冷床的行走和踏步，斜蓖條的伸 出和收回，以實現(xiàn)對鋼管的冷卻和傳送；上述的上位機5、操作臺6以及第三可編程邏輯控 制器PLC 7屬于主控制單元，具體可以表現(xiàn)為主控制柜的形式，主要負(fù)責(zé)對整個設(shè)備運行情 況和工藝情況實現(xiàn)集中控制。
[0039]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1· 一種鋼管熱處理線電氣控制裝置，其特征在于包括： 傳動控制單元，包括：第一可編程邏輯控制器PLC、變頻器以及編碼器，所述第一可編 程邏輯控制器PLC與所述變頻器、所述編碼器分別連接，所述變頻器、所述編碼器均與傳動 系統(tǒng)的傳動電機連接； 液壓控制單元，包括：第二可編程邏輯控制器PLC、軟啟動器，所述第二可編程邏輯控 制器PLC與所述軟啟動器連接，所述第二可編程邏輯控制器PLC和所述軟啟動器均與液壓 系統(tǒng)的液壓電機連接； 主控制單元，包括：第三可編程邏輯控制器PLC、操作臺以及上位機，所述第三可編程 邏輯控制器PLC與所述第一可編程邏輯控制器PLC、所述第二可編程邏輯控制器PLC以及所 述操作臺均連接，所述上位機與所述第一可編程邏輯控制器 PLC連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管熱處理線電氣控制裝置，其特征在于：所述上位機與所 述第一可編程邏輯控制器PLC之間通過以太網(wǎng)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管熱處理線電氣控制裝置，其特征在于：所述第一可編程 邏輯控制器PM與所述編碼器之間、所述第一可編程邏輯控制器 PLC與所述變頻器之間均 通過PROF I BUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。 4豐艮又利要求1所述的鋼管熱處理線電氣控制裝置，其特征在于：所述第三可編程 邏輯控制器PLC與所述第-可編程邏輯控制器PLC之間、所述第三可編程邏輯1控制器PLC 與所^第二可編程邏輯控制器PLC之間均采用PR〇F 1 BUS_DP網(wǎng)絡(luò)連接。
【文檔編號】G05B19/418GK104216385SQ201410495912
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】胡洛夷, 趙利 申請人:洛陽新思路電氣股份有限公司