鋼管熱處理線電氣控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型有關(guān)于一種鋼管熱處理線電氣控制裝置，包括：傳動(dòng)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(dòng)器；主控制單元，包括：第三可編程邏輯控制器PLC、操作臺(tái)以及上位機(jī)。本實(shí)用新型利用編碼器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)部分的閉環(huán)控制，各PLC之間的網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊，上位機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，既提高了設(shè)備的實(shí)用性，又可以解決信號(hào)傳輸過(guò)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(hù)上更為快捷、高效，大大降低設(shè)備的維護(hù)成本。
【專利說(shuō)明】鋼管熱處理線電氣控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣控制領(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(duì)鋼管進(jìn)行熱處理的控制裝置，在處理過(guò)程中對(duì)鋼管進(jìn)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(guò)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(guò)上料液壓機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)到輥道上，移動(dòng)進(jìn)入淬火中頻爐加熱系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)四級(jí)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(guò)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(guò)程中，由風(fēng)機(jī)對(duì)無(wú)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(guò)兩次的冷卻使無(wú)縫鋼管的溫度基本達(dá)到室溫后，最后進(jìn)行矯直，探傷和收料。
[0004]現(xiàn)有的整個(gè)控制采用全套進(jìn)口設(shè)備來(lái)保證控制過(guò)程，而進(jìn)口設(shè)備造價(jià)高，定貨周期較長(zhǎng)，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。
[0005]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(guò)多的操作人員，增加了人力成本，浪費(fèi)了資源。
[0006]有鑒于上述現(xiàn)有的鋼管熱處理線控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)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)的鋼管熱處理線的控制裝置，能夠解決現(xiàn)有的鋼管熱處理線控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)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)值的本實(shí)用新型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型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(wèn)題是實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備高效、可靠、精確的集中控制，同時(shí)裝置構(gòu)成簡(jiǎn)單，維護(hù)快捷、方便，降低成本。
[0008]本實(shí)用新型的目的是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型提供一種鋼管熱處理線電氣控制裝置，其包括:傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)電機(jī)連接；液壓控制單元，包括:第二可編程邏輯控制器PLC、軟啟動(dòng)器，所述第二可編程邏輯控制器PLC與所述軟啟動(dòng)器連接，所述第二可編程邏輯控制器PLC和所述軟啟動(dòng)器均與液壓系統(tǒng)的液壓電機(jī)連接；主控制單元，包括:第三可編程邏輯控制器PLC、操作臺(tái)以及上位機(jī)，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(tái)均連接，所述上位機(jī)與所述第一可編程邏輯控制器PLC連接。
[0009]本實(shí)用新型的目的還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)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(jī)與所述第一可編程邏輯控制器PLC之間通過(guò)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(guò)PR0FIBUS-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PR0FIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。
[0013]本實(shí)用新型與現(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，本實(shí)用新型一種鋼管熱處理線電氣控制裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0014](I)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)部分配合編碼器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制使控制更加精確；
[0017](4)整套設(shè)備操作簡(jiǎn)易，功能全面，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，減少了電纜的敷設(shè)，維護(hù)快捷、方便，降低了成本。
[0018]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、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(shuō)明如下。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的連接示意圖，其中，虛線部分并不包括在本實(shí)用新型之內(nèi)，只是為了方便理解而增加的示意連接。
[0020]【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0021]1:變頻器2:第一可編程邏輯控制器PLC
[0022]3:軟啟動(dòng)器4:第二可編程邏輯控制器PLC
[0023]5:上位機(jī)6:操作臺(tái)
[0024]7:第三可編程邏輯控制器PLC8:編碼器
[0025]9:傳動(dòng)電機(jī)10:液壓電機(jī)

【具體實(shí)施方式】
[0026]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(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(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種鋼管熱處理線電氣控制裝置其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0027]本實(shí)用新型的鋼管熱處理線電氣控制裝置是以進(jìn)口電氣元件為基礎(chǔ)，改進(jìn)了內(nèi)部硬件控制方式，整套設(shè)備由原進(jìn)口設(shè)備的繼電控制改為采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(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型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(dòng)器3、第二可編程邏輯控制器PLC4、上位機(jī)5、操作臺(tái)6、第三可編程邏輯控制器PLC7以及編碼器8。
[0029]變頻器I與第一可編程邏輯控制器PLC2之間通過(guò)PR0FIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接，變頻器I還與整套設(shè)備中的傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)電機(jī)9連接，主要負(fù)責(zé)傳動(dòng)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)功能，并接受現(xiàn)場(chǎng)編碼器8的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精確多功能定位。變頻器I可采用西門(mén)子公司的工程型矢量變頻器6SE70驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6SE70變頻器功能強(qiáng)大，不僅具備精確的矢量計(jì)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I連接之外，還與編碼器8、第三可編程邏輯控制器PLC7分別通過(guò)PR0FIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。主要用于采集變頻器I所控制的傳動(dòng)電機(jī)9的實(shí)際運(yùn)行速度，設(shè)定變頻器I的頻率，采集設(shè)備的溫度和壓力信號(hào)等。
[0031 ] 編碼器8除了與第一可編程邏輯控制器PLC2連接之外，還與傳動(dòng)控制單元的傳動(dòng)電機(jī)9連接，用于采集傳動(dòng)電機(jī)9運(yùn)行的速度數(shù)據(jù)，并通過(guò)第一可編程邏輯控制器PLC2計(jì)算和整定后控制變頻器1，使變頻器I控制更加精確可靠。編碼器9主要作為信號(hào)采集和反饋的元件使傳動(dòng)電機(jī)9的速度控制形成閉環(huán)。
[0032]上位機(jī)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(jī)5是對(duì)整個(gè)設(shè)備工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、變量記錄、報(bào)警記錄等工藝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制。上位機(jī)可采用西門(mén)子WINCC軟件，既能對(duì)設(shè)備工藝參數(shù)的監(jiān)控和給定，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控到設(shè)備的運(yùn)行和故障報(bào)警情況，減少了操作人員的數(shù)量，以及設(shè)備的維護(hù)更加方便快捷，節(jié)省成本。
[0033]操作臺(tái)6與第三可編程邏輯控制器PLC7連接，操作臺(tái)6上的按鈕控制整個(gè)設(shè)備的啟停，利用操作臺(tái)6上設(shè)置的指示燈顯示設(shè)備的運(yùn)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(tái)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PR0FIBUS-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(tái)6上按鈕和指示燈數(shù)據(jù)的采集和控制，來(lái)啟停整套設(shè)備，以及顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)。
[0035]軟啟動(dòng)器3與第二可編程邏輯控制器PLC4連接，其中，軟啟動(dòng)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(jī)10連接，主要用于控制液壓電機(jī)10啟動(dòng)過(guò)程中減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
[0036]第二可編程邏輯控制器PLC4除了與軟啟動(dòng)器3連接之外，還與第三可編程邏輯控制器PLC7之間通過(guò)PR0FIBUS-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(jī)10以及閥門(mén)的動(dòng)作，還要對(duì)液壓系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)的采集和記錄，例如電機(jī)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(gè)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(mén)子公司S7-300系列的可編程邏輯控制器PLC完成信號(hào)采集與處理，并通過(guò)PR0FIBUS-DP及工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)各組控制單元之間進(jìn)行連接，形成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)控制單元:傳動(dòng)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(gè)設(shè)備的兩個(gè)系統(tǒng):傳動(dòng)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(dòng)控制單元，具體可以表現(xiàn)為傳動(dòng)控制柜的形式，其安裝在配電間，用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，控制鋼管的行走和鋼管的轉(zhuǎn)移、信號(hào)檢測(cè)及傳輸?shù)裙δ?，并接受現(xiàn)場(chǎng)編碼器8信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精確多功能定位；上述的軟啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管的冷卻和傳送；上述的上位機(jī)5、操作臺(tái)6以及第三可編程邏輯控制器PLC7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(duì)整個(gè)設(shè)備運(yùn)行情況和工藝情況實(shí)現(xiàn)集中控制。
[0039]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(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(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)電機(jī)連接； 液壓控制單元，包括:第二可編程邏輯控制器PLC、軟啟動(dòng)器，所述第二可編程邏輯控制器PLC與所述軟啟動(dòng)器連接，所述第二可編程邏輯控制器PLC和所述軟啟動(dòng)器均與液壓系統(tǒng)的液壓電機(jī)連接； 主控制單元，包括:第三可編程邏輯控制器PLC、操作臺(tái)以及上位機(jī)，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(tái)均連接，所述上位機(jī)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(jī)與所述第一可編程邏輯控制器PLC之間通過(guò)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(guò)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。
4.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PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK204116929SQ201420554114
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)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(qǐng)人:洛陽(yáng)新思路電氣股份有限公司