管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，尤其涉及一種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]管材熱處理其主要工藝過程是: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。原有的熱處理工藝采用的多為電壓的單閉環(huán)控制。管材通過上料機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)到輥道上，移動(dòng)進(jìn)入淬火感應(yīng)加熱爐加熱系統(tǒng)，溫度不斷上升，直至達(dá)到淬火所需溫度后，出爐進(jìn)入淬火室，由冷卻水進(jìn)行淬火，后經(jīng)由移鋼機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)進(jìn)入回火中頻爐加熱系統(tǒng)，經(jīng)過二級(jí)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(jī)翻轉(zhuǎn)上一次冷床，在一次冷床不斷前進(jìn)過程中，由風(fēng)機(jī)對(duì)無縫鋼管進(jìn)行一次冷卻，再由移鋼機(jī)轉(zhuǎn)移至二次冷床進(jìn)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(jìn)彳丁矯直，探傷和收料。
[0003]現(xiàn)有的整個(gè)控制裝置主要來源有兩個(gè)方面:1.全套進(jìn)口設(shè)備來保證控制過程，而進(jìn)口設(shè)備造價(jià)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(jìn)行維護(hù)，使一些中小企業(yè)維護(hù)困難，間接增加了企業(yè)運(yùn)行生產(chǎn)成本；2.加熱裝置使用感應(yīng)加熱爐電壓和輥道速度的直接給定，兩者相互獨(dú)立，調(diào)試工藝的過程中，溫度控制不穩(wěn)定，調(diào)整起來比較繁瑣，控制精度不高。
[0004]傳統(tǒng)的電路控制方式在運(yùn)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(diǎn)多，控制設(shè)備較為簡(jiǎn)單，大量電纜的敷設(shè)增加了成本及維護(hù)費(fèi)用，而且還需要過多的操作人員，增加了人力成本，浪費(fèi)了資源。
[0005]有鑒于上述現(xiàn)有的管材感應(yīng)加熱控制系統(tǒng)，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的管材感應(yīng)加熱環(huán)控制系統(tǒng)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題是對(duì)感應(yīng)加熱爐加熱裝置進(jìn)行電壓的PID控制，也對(duì)輥道電機(jī)進(jìn)行速度的PID控制，來實(shí)現(xiàn)對(duì)管材加熱的溫度恒定。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0008]—種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其包括:速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，速度傳感器、輥道電機(jī)、輥道變頻器依次連接形成閉環(huán)回路，其中速度傳感器、輥道變頻器分別與可編程控制器連接；電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，溫度傳感器、感應(yīng)加熱爐加熱裝置、感應(yīng)加熱爐控制裝置依次連接形成閉環(huán)回路，其中溫度傳感器、感應(yīng)加熱爐控制裝置分別與可編程控制器連接。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的。
[0010]較佳的，上述的管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中輥道變頻器與可編程控制器之間采用PROF IBUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)連接。
[0011 ] 較佳的，上述的管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中速度傳感器與可編程控制器之間采用PROF IBUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)連接。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步性及實(shí)用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0013]1)可編程控制器作為主控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備集中控制；
[0014]2)各設(shè)備之間通過通訊方式建立連接，使控制更加高效、可靠；
[0015]3)本發(fā)明配合速度傳感器，溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱爐加熱裝置的雙閉環(huán)控制，使控制更加精確；
[0016]4)整套設(shè)備操作簡(jiǎn)易，功能全面，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，維護(hù)快捷、方便，降低了成本。
[0017]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(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明方框示意圖。
[0019]【主要組件符號(hào)說明】
[0020]1:可編程控制器2:速度傳感器
[0021]3:輥道電機(jī)4:輥道變頻器
[0022]5:溫度傳感器6:感應(yīng)加熱爐加熱裝置
[0023]7:感應(yīng)加熱爐控制裝置
【具體實(shí)施方式】
[0024]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定的目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0025]本發(fā)明提供的是管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，在管材采用感應(yīng)加熱爐淬火加熱和回火加熱過程中，對(duì)管材加熱的效果進(jìn)行不斷的檢測(cè)，從而達(dá)到最佳的加熱效果，是管材熱處理工藝過程的重要環(huán)節(jié)使熱處理工藝更加可靠，質(zhì)量更高。
[0026]請(qǐng)參閱圖1所示，一種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其包括:速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，速度傳感器2、輥道電機(jī)3、輥道變頻器4依次連接形成閉環(huán)回路，其中速度傳感器2、輥道變頻器4分別與可編程控制器1連接；電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，溫度傳感器5、感應(yīng)加熱爐加熱裝置6、感應(yīng)加熱爐控制裝置6依次連接形成閉環(huán)回路，其中溫度傳感器5、感應(yīng)加熱爐控制裝置6分別與可編程控制器1連接。
[0027]輥道變頻器4與可編程控制器1之間采用PROFI BUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)連接。
[0028]速度傳感器2與可編程控制器1之間采用PROFI BUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)連接。
[0029]管材由輥道電機(jī)3傳送至感應(yīng)加熱爐中心，管材在感應(yīng)加熱爐加熱裝置6中磁場(chǎng)(圖中為標(biāo)示)的作用下發(fā)熱，磁場(chǎng)的大小與電壓有關(guān)，電壓越大磁場(chǎng)越大，加熱溫度越高，反之依然。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)電壓來控制加熱溫度。使用溫度傳感器5實(shí)時(shí)檢測(cè)管材的表面溫度，并將所測(cè)得溫度傳送給可編程控制器1。管材在感應(yīng)加熱爐中心通過并完成加熱過程，經(jīng)過幾個(gè)感應(yīng)加熱爐后管材達(dá)到一定的溫度，可編程控制器1利用溫度傳感器5采集的溫度數(shù)據(jù)與預(yù)定的溫度比較后在其內(nèi)部進(jìn)行PID計(jì)算，從而調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱爐控制裝置7的電壓，改變感應(yīng)加熱爐的磁場(chǎng)，以改變管材的加熱溫度，形成溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0030]此外可編程控制器1同時(shí)也利用速度傳感器2采集到的速度數(shù)據(jù)并配合管材的溫度變化值，在可編程控制器1內(nèi)部進(jìn)行PID計(jì)算，從而調(diào)節(jié)輥道變頻器4，使輥道電機(jī)3的速度變化，改變管材在感應(yīng)加熱爐中心的停留加熱時(shí)間，來改變管材的加熱溫度，形成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0031]溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)和速度閉環(huán)控制系統(tǒng)相輔相成，通過可編程控制器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。
[0032]當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到管材的表面溫度超過預(yù)定值時(shí)，可編程控制器1經(jīng)過PID計(jì)算使感應(yīng)加熱爐控制裝置7降低電壓值從而降低磁場(chǎng)的大小使感應(yīng)加熱爐加熱裝置6的加熱溫度降低；同時(shí)可編程控制器1對(duì)由速度傳感器2得到的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行PID計(jì)算，從而調(diào)節(jié)輥道變頻器4使輥道電機(jī)3的速度增加，使管材快速離開感應(yīng)加熱爐。
[0033]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)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)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)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(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于其包括: 速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，速度傳感器、輥道電機(jī)、輥道變頻器依次連接形成閉環(huán)回路，其中速度傳感器、輥道變頻器分別與可編程控制器連接； 電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，溫度傳感器、感應(yīng)加熱爐加熱裝置、感應(yīng)加熱爐控制裝置依次連接形成閉環(huán)回路，其中溫度傳感器、感應(yīng)加熱爐控制裝置分別與可編程控制器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于其中輥道變頻器與可編程控制器之間采用PROF IBUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于其中速度傳感器與可編程控制器之間采用PROF IBUS-DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)連接。
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種管材感應(yīng)加熱的電氣雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其包括：速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，速度傳感器、輥道電機(jī)、輥道變頻器依次連接形成閉環(huán)回路，其中速度傳感器、輥道變頻器分別與可編程控制器連接；電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，溫度傳感器、感應(yīng)加熱爐加熱裝置、感應(yīng)加熱爐控制裝置依次連接形成閉環(huán)回路，其中溫度傳感器、感應(yīng)加熱爐控制裝置分別與可編程控制器連接；以及管材位于感應(yīng)加熱爐加熱裝置中。本發(fā)明是通過可編程控制器的集中控制，即對(duì)感應(yīng)加熱爐進(jìn)行電壓的PID控制，也對(duì)輥道電機(jī)進(jìn)行速度的PID控制，來實(shí)現(xiàn)對(duì)管材加熱的溫度恒定。
【IPC分類】C21D1/42, C21D9/08, C21D11/00
【公開號(hào)】CN105256123
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510628962
【發(fā)明人】胡洛平, 胡洛夷, 趙利
【申請(qǐng)人】洛陽新思路電氣股份有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月28日