專利名稱：基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及冶金行業(yè)熱軋廠基于軋線控制一體化的冷卻 水控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱軋廠的水處理系統(tǒng)主要包括濁循環(huán)水系統(tǒng)、層流冷卻水系統(tǒng)、凈循環(huán)水系統(tǒng)、配 套管網(wǎng)及與水處理配套的電氣電力儀表自動控制系統(tǒng)。熱軋冷卻用水主要有以下特點一 是水量流量大；二是要求壓力穩(wěn)定；三是水量變化大，軋線用水點大部分都是斷續(xù)噴水冷 卻，并且當(dāng)軋制不同的軋制鋼板品種，軋線對總供水水量的需求也不同；四是熱軋廠的自動 化水平一般都很高。在目前的熱軋廠中，水處理系統(tǒng)和軋鋼生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)是兩個獨立的系 統(tǒng)，水處理系統(tǒng)向軋線供水，軋線被動使用水處理系統(tǒng)供來的水，它們之間沒有實時動態(tài)的 數(shù)據(jù)通訊和一體化的控制。下面參照圖1現(xiàn)有技術(shù)的熱軋濁環(huán)水系統(tǒng)及圖2現(xiàn)有技術(shù)的熱 軋層流冷卻水系統(tǒng)對現(xiàn)有技術(shù)的冷卻水系統(tǒng)的情況進(jìn)行說明。如附圖1所示，濁循環(huán)冷卻水主要用于各設(shè)備的直接冷卻。在熱軋廠中濁環(huán)水一 般分為高壓濁環(huán)水和低壓循環(huán)水兩部分，低壓濁環(huán)水主要為輥道21、高壓水除磷22、熱卷 箱23、卷取機(jī)24等設(shè)備提供冷卻用水；高壓濁環(huán)水為粗軋機(jī)組18和精軋機(jī)組19的軋輥25、 支承輥26和軋件提供冷卻用水。粗軋機(jī)組18和精軋機(jī)組19及它設(shè)備使用后的水不僅水 溫升高，而且含有大量的氧化鐵皮和廢油。用戶使用后的水流入沖渣溝10，經(jīng)沖渣溝10進(jìn) 入旋流沉淀池11。旋流沉淀池11沉淀去除塊狀氧化鐵皮后，一部分水用沖渣水泵組12加 壓回用作為沖渣溝10沖渣水，另一部分用漩流井提升泵組13提升至平流池14進(jìn)行二級處 理，去除水中的粉末狀氧化鐵皮和油。然后送至濁環(huán)調(diào)節(jié)池15，其中一部分水用泵送至過濾 器16過濾，再利用余壓送入冷卻塔17冷卻，另一部分水直接用泵送至冷卻塔17冷卻。冷 卻塔17出水進(jìn)入吸水井20，用高壓濁環(huán)水供水泵28和低壓濁環(huán)水供水泵29泵組加壓后經(jīng) 配套管網(wǎng)供水管道供軋線設(shè)備按照工藝要求使用。目前熱軋濁環(huán)冷卻水系統(tǒng)沒有采取切實可行的節(jié)能措施，供水泵按固定的壓力和 流量向軋線供水，當(dāng)供水總量大于軋線使用水量的時候，高壓濁環(huán)水和低壓濁環(huán)水直接或 經(jīng)過穩(wěn)壓溢流閥27直接排放到?jīng)_渣溝回流到漩流井回流回去，濁環(huán)供水系統(tǒng)的能耗非常嚴(yán)重。如附圖2 (層流冷卻水工藝流程圖)所示。層流冷卻系統(tǒng)為軋線精軋機(jī)組19后卷 取機(jī)24前的層流冷卻設(shè)備25提供軋件上下表面冷卻水和側(cè)噴清掃水。工藝流程為軋線層 流冷卻設(shè)備使用后的水經(jīng)層流鐵皮溝26進(jìn)入熱水井27，用熱水井供水泵組28加壓送過濾 器29過濾，過濾后的水利用余壓直接上冷卻塔30冷卻，冷卻后的水流入吸水井31，再用層 流冷卻供水泵組32加壓送車間內(nèi)層流冷卻高位水箱33，由層流冷卻高位水箱33供軋線層 流冷卻使用。還有一少部分由層流冷卻側(cè)噴泵組34加壓后為軋線提供側(cè)噴用水。層流冷 卻供水泵組32持續(xù)不斷的向?qū)恿骼鋮s高位水箱33供水，當(dāng)層流輸出輥道上有軋件通過時，上下層流冷卻集水管35打開，上下集水管35噴出的水冷卻軋件后，經(jīng)層流鐵皮溝26流回 熱水井27 ；當(dāng)層流輸出輥道36上沒有軋件通過時，上下層流冷卻集水管35關(guān)，層流冷卻供 水泵組32供到層流冷卻高位水箱33的水經(jīng)高位水箱溢流管道37流回吸水井31，層流側(cè)噴 水亦然，當(dāng)有軋件通過時，側(cè)噴水開啟，當(dāng)沒有軋件通過不需要冷卻時，側(cè)噴水關(guān)閉。這樣造 成了能源的很大浪費?？梢?，目前熱軋層流冷卻水系統(tǒng)大部分都沒有采取任何的節(jié)能措施，能耗非常嚴(yán) 重，國內(nèi)外有很少的熱軋廠層流冷卻采用了采用節(jié)能措施，方案主要有一種采用并聯(lián)水箱 方案。并聯(lián)附加水箱方案是在高位水箱旁并聯(lián)一個供水箱，利用層流冷卻設(shè)備不噴水冷卻 的間隙向并聯(lián)水箱供水，儲備一定補(bǔ)水量在層流冷卻設(shè)備噴水的時候供水，采用功率較小 的水泵在噴水的間隙也不斷供水。并聯(lián)附加水箱的方案需要在廠房外加一個非常大的水 箱，該方案很難滿足不同軋件規(guī)格品種對應(yīng)不冷卻能力的要求。綜上所述，這樣就帶來了如下問題

1.通訊和監(jiān)控的實時性差，水處理系統(tǒng)和軋鋼生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)雙方信息 不能共享。雙方的通訊聯(lián)絡(luò)通過人工電話或?qū)χv系統(tǒng)，軋線不能實時監(jiān)控水處理系統(tǒng)動態(tài) 的運行情況；水處理系統(tǒng)也不能實時監(jiān)視了解軋線實時動態(tài)的運行情況。當(dāng)一方發(fā)生故障 或報警對另一方有影響時，故障報警信號不能實時的傳到另一方。而且由于中間人工環(huán)節(jié) 多，信息傳遞時間長，容易造成事故的誤判、處理不及時和事故擴(kuò)大化，不僅造成人力物力 的很大浪費，同時給安全生產(chǎn)帶來不便和潛在的隱患；2.無法實現(xiàn)一體化控制，供水不能按需所供，能源和水源浪費嚴(yán)重。水處理系統(tǒng)按 照固定的壓力和流量向軋線供水，當(dāng)供水水量大于軋線使用水量的時候，多余的供水經(jīng)過 沖渣溝或溢流管道回流回去，造成了能源和水源的巨大浪費。3由于水量變化大，僅對水泵進(jìn)行常規(guī)壓力閉環(huán)控制的調(diào)速或節(jié)流節(jié)能措施會造 成壓力的波動，不能滿足生產(chǎn)工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水控制 方法及系統(tǒng)，更好地對軋線冷卻水量進(jìn)行控制，并具有節(jié)約能源的特點。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水控 制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括軋線信息獲得單元，用于獲得熱軋生產(chǎn)線的軋線數(shù)據(jù)信息，冷卻水控制單元，用于接收軋線信息采集單元的軋線數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述軋線數(shù) 據(jù)信息對冷卻水量進(jìn)行控制；通信單元，用于將所述軋線信息采集單元所述獲得的熱軋生產(chǎn)線的軋線數(shù)據(jù)信息 傳送給所述冷卻水控制單元。優(yōu)選的，所述冷卻水控制單元，進(jìn)一步包括處理單元，用于根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息獲得實時冷卻水量和冷卻水量發(fā)生變化的 時刻；控制單元，用于根據(jù)所述實時冷卻水量和冷卻水量發(fā)生變化的時刻向執(zhí)行單元發(fā) 出控制信號。
優(yōu)選的，所述執(zhí)行單元為供水泵及安裝在供水泵上的節(jié)流或調(diào)速設(shè)備，所述控制 單元，進(jìn)一步用于向所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備發(fā)出控制信號，通過控制供水泵的轉(zhuǎn)速或水泵出 口閥門的開度從而調(diào)節(jié)供水量。優(yōu)選的，所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備為變頻器、液力藕合器、磁力耦合器、電磁調(diào)速電機(jī)、 調(diào)節(jié)閥門中的一種，或者調(diào)節(jié)閥門和其它一種的組合。優(yōu)選的，所述冷卻水控制單元，進(jìn)一步用于接收供水系統(tǒng)信息，并根據(jù)所述軋線數(shù) 據(jù)信息及供水系統(tǒng)信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。優(yōu)選的，所述冷卻水控制單元還包括用于顯示控制信息的控制畫面，所述冷卻水 控制單元控制畫面在軋線自動化系統(tǒng)的控制畫面中嵌入，或在軋線自動化系統(tǒng)的控制畫面 中單獨設(shè)立。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水 控制方法，所述方法包括

獲得軋線信息；將所述獲得的軋線信息通過通信單元傳送給冷卻水控制單元；冷卻水控制單元根據(jù)所述軋線信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。優(yōu)選的，冷卻水控制單元根據(jù)所述軋線信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制，包括根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息獲得冷卻水量；根據(jù)所述冷卻水量向執(zhí)行單元發(fā)出控制信號。優(yōu)選的，所述執(zhí)行單元為供水泵及安裝在供水泵上的節(jié)流或調(diào)速設(shè)備，所述冷卻 水控制單元向所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備發(fā)出控制信號，通過控制供水泵的轉(zhuǎn)速或供水泵出口閥 門的開度從而調(diào)節(jié)供水量；所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備為變頻器、液力藕合器、磁力耦合器、電磁 調(diào)速電機(jī)、調(diào)節(jié)閥門中的一種，或者調(diào)節(jié)閥門和其它一種的組合。優(yōu)選的，所述冷卻水控制單元進(jìn)一步接收供水系統(tǒng)信息，并根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信 息及供水系統(tǒng)信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。本發(fā)明所提供的方法及系統(tǒng)，利用通訊手段使軋線控制系統(tǒng)和水處理控制系統(tǒng)成 為一個一體化的自動控制系統(tǒng)，可以將軋件在軋線的跟蹤信號、預(yù)報冷卻水量傳給冷卻水 控制單元，為變頻調(diào)速、液力偶合器等調(diào)速設(shè)備和調(diào)節(jié)閥等節(jié)流設(shè)備提供前饋控制信息，使 濁環(huán)冷卻水、層流冷卻水實現(xiàn)在保證工藝要求下的變頻節(jié)能或節(jié)流節(jié)能；通訊和監(jiān)控的實 時性好，方便生產(chǎn)操作，提高生產(chǎn)效率，大大縮短事故的處理時間，從而避免事故的擴(kuò)大；通 過一體化控制，可以把水處理系統(tǒng)的監(jiān)控功能移到軋鋼生產(chǎn)線，實現(xiàn)水處理無人值守，減少 操作人員的定員編制，節(jié)省人力成本；采用本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，軋線操作人員能夠直接的 干預(yù)水泵的轉(zhuǎn)速、水泵的開啟數(shù)量和水泵出口閥門的開度，從而更加準(zhǔn)確的控制軋線冷卻 水的壓力，進(jìn)而更加穩(wěn)定的控制冷卻水的冷卻速率，優(yōu)化軋制模型，提高產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的熱軋濁環(huán)水系統(tǒng)圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的熱軋層流冷卻水系統(tǒng)圖。圖3為本發(fā)明的熱軋冷卻水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的熱軋冷卻水控制方法流程圖。
圖5為本發(fā)明應(yīng)用實例中的熱軋濁環(huán)水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明應(yīng)用實例中的熱軋層流冷卻水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的主要思想是為了克服熱軋廠軋線自動化系統(tǒng)和水處理控制系統(tǒng)相互獨 立、沒有實時數(shù)據(jù)通訊、重要關(guān)鍵數(shù)據(jù)不能共享、不能實時監(jiān)控的問題，本發(fā)明通過在熱軋 廠軋線自動化系統(tǒng)和水處理控制系統(tǒng)建立實時動態(tài)通訊，實現(xiàn)這兩個系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享和 實時監(jiān)控，為動態(tài)控制冷卻水量和冷卻水壓力提供前饋控制信息，做到冷卻水按需所供，在 滿足軋線工藝要求的前提下實現(xiàn)節(jié)能降耗。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參照圖3所示，為本發(fā)明的熱軋冷卻水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。所述系統(tǒng)包括軋線 信息獲得單元36、冷卻水控制單元31、通信單元32。所述軋線信息獲得單元36，用于從軋線自動化系統(tǒng)30獲得熱軋生產(chǎn)線34的軋線 數(shù)據(jù)信息；所述軋線數(shù)據(jù)信息包括但不限于生產(chǎn)狀態(tài)信息(生產(chǎn)，換輥，檢修狀態(tài))、故障報 警信息、濁環(huán)冷卻水、層流冷卻水設(shè)定計算數(shù)據(jù)、軋線軋件跟蹤信息、相關(guān)閥門的開關(guān)量信 號、濁環(huán)水量信號、層流冷卻水量信號、凈環(huán)水量信號，濁環(huán)水溫度信號，濁環(huán)水壓力信號， 層流冷卻水溫度信號，層流冷卻水壓力信號，凈環(huán)水溫度信號，凈環(huán)水壓力信號等；而所述 獲得軋線信息的方式，包括通過采集軋線自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，感測元件檢測，人工錄入，計算 機(jī)模型計算等所述冷卻水控制單元31，用于接收軋線信息采集單元的軋線數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述 軋線數(shù)據(jù)信息對冷卻水量進(jìn)行控制；所述通信單元32，是指在軋線信息獲得單元36 (或者軋線自動化系統(tǒng)30)和冷卻 水控制單元31之間的通信設(shè)備及系統(tǒng)，用于將所述軋線信息獲得單元36所獲得的熱軋生 產(chǎn)線的軋線34的軋線數(shù)據(jù)信息傳送給所述冷卻水控制單元31，所述通信單元32，可以包括 軟件、硬件或者軟件與硬件的組合，可以采用有線、無線等技術(shù)手段，可以采用光纖以太網(wǎng)， 普通以太網(wǎng)，現(xiàn)場總線，串并口協(xié)議通訊，及其硬線通訊等手段，但本發(fā)明不限于此。所述冷卻水控制單元31，進(jìn)一步包括處理單元310，用于根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息獲得實時冷卻水量；存儲單元311，用于存儲每個生產(chǎn)規(guī)格的實時冷卻水量和冷卻水量。邏輯控制單元312，接收處理單元310和存儲單元311的信息并發(fā)出控制調(diào)節(jié)水泵 轉(zhuǎn)速或水泵出口閥門開度的信號，例如PLC邏輯控制器。一種實施方式為在供水泵上調(diào)速設(shè)備，所述邏輯控制單元312向所述調(diào)速設(shè)備發(fā) 出控制信號，通過控制供水泵的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)供水量。所述調(diào)速設(shè)備可以使用變頻器或液 力藕合器等調(diào)速設(shè)施，調(diào)速設(shè)施安裝在所有水泵或部分水泵上。在本發(fā)明又一個實施方式中，也可以單獨使用節(jié)流設(shè)備，節(jié)流設(shè)備在每臺水泵出 口安裝調(diào)節(jié)閥門，所述調(diào)節(jié)閥門接收邏輯控制單元312發(fā)出的控制信號，跟據(jù)供水量的大 小動態(tài)調(diào)節(jié)閥門開度。當(dāng)然，在本發(fā)明另外的實施例中，執(zhí)行部分還可以同時使用調(diào)速設(shè)備和節(jié)流設(shè)備配合使用的方案，該方案中，調(diào)速設(shè)備可以裝在多臺供水泵上，也可以裝在單臺供水泵上。在本發(fā)明的又一個實施方式中，所述冷卻水控制單元31，還用于接收供水系統(tǒng)信 息，并根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息及供水系統(tǒng)信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。所述供水系統(tǒng)信 息包括水泵的起停，閥門的開關(guān)操作信號和開關(guān)狀態(tài)信號，閥門開度，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速以及 溫度，壓力，流量，水位等工藝數(shù)據(jù)和故障報警信息。在本發(fā)明的又一個實施方式中，所述冷卻水控制單元31，接收供水系統(tǒng)信息及軋 線數(shù)據(jù)信息后，可以通過計算獲得各個軋制鋼板種類所對應(yīng)的供水量，則本發(fā)明的系統(tǒng)可 以還包括存儲單元311，將所述各個軋制規(guī)格種類所對應(yīng)的供水量進(jìn)行存儲，為下一次生產(chǎn) 同種規(guī)格的產(chǎn)品提供初始設(shè)置參考數(shù)據(jù)。而所述冷卻水控制單元31，還用于根據(jù)存儲的各 個軋制鋼板種類所對應(yīng)的供水量對軋線供水量進(jìn)行控制。需要指出的是，所述冷卻水控制單元31可以單獨配置，也可以配置在水處理自動 化系統(tǒng)中，還可以配置在軋線自動化系統(tǒng)中，本發(fā)明對此不加以限定。所述冷卻水控制單元 控制畫面35在軋線自動化系統(tǒng)的控制畫面中嵌入或單獨設(shè)立，便于軋線操作人員對水處 理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和干預(yù)，人工修正軋線冷卻水的壓力、溫度和流量。所述冷卻水控制單元31，可以包括濁環(huán)水系統(tǒng)控制單元、凈環(huán)水系統(tǒng)控制單元、層 流冷卻系統(tǒng)控制單元，也可以僅包括其中的一種或者兩種，也可以為其他的水處理單元，本 發(fā)明對此不加以限定。參照圖4所示，為本發(fā)明的熱軋冷卻水控制方法流程圖。所述方法包括步驟401 獲得軋線信息；步驟402 將所述獲得的軋線信息通過通信單元傳送給冷卻水控制單元；步驟403 冷卻水控制單元根據(jù)所述軋線信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。步驟401中所述軋線信息，可以是生產(chǎn)狀態(tài)信息(生產(chǎn)，換輥，檢修狀態(tài))、故障 報警信息、濁環(huán)冷卻水、層流冷卻水、凈環(huán)水設(shè)定計算數(shù)據(jù)、軋線跟蹤信息、相關(guān)閥門的開關(guān) 量信號、和濁環(huán)水量信號、層流冷卻水量信號、凈環(huán)水量信號，濁環(huán)水溫度信號，濁環(huán)水壓力 信號，層流冷卻水溫度信號，層流冷卻水壓力信號，凈環(huán)水溫度信號，凈環(huán)水壓力信號等；而 所述獲得軋線信息的方式，包括通過感測元件檢測，人工錄入，計算機(jī)模型計算等。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述對冷卻水供水量進(jìn)行控制，包括根據(jù)所述軋 線數(shù)據(jù)信息獲得相對應(yīng)的冷卻水量；根據(jù)所述相對應(yīng)的冷卻水量向執(zhí)行單元發(fā)出控制信 號。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述執(zhí)行單元為供水泵，在供水泵上安裝節(jié)流 或調(diào)速設(shè)備，所述向執(zhí)行單元發(fā)出控制信號包括向執(zhí)行單元發(fā)出控制信號，包括向所述 節(jié)流或調(diào)速設(shè)備發(fā)出控制信號，通過控制供水泵的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)供水量。所述調(diào)速設(shè)備可以使用變頻器或液力藕合器等調(diào)速設(shè)施，調(diào)速設(shè)施安裝在所有水 泵或部分水泵上。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述執(zhí)行單元為供水泵，單獨使用動態(tài)節(jié)流設(shè) 備，節(jié)流設(shè)備在每臺水泵出口安裝調(diào)節(jié)閥門，所述向執(zhí)行單元發(fā)出控制信號包括跟據(jù)供水 量的大小動態(tài)調(diào)節(jié)閥門開度。當(dāng)然，在本發(fā)明另外的實施例中，執(zhí)行部分還可以同時使用調(diào)速設(shè)備和節(jié)流設(shè)備 配合使用的方案，該方案中，調(diào)速設(shè)備可以裝在多臺供水泵上，也可以裝在單臺供水泵上。
下面通過具體應(yīng)用中的實例對本發(fā)明進(jìn)行示例性說明。應(yīng)用實例1 參照圖5所示，為本發(fā)明應(yīng)用實例中的熱軋濁環(huán)高壓冷卻水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖。當(dāng)流過高壓濁環(huán)冷卻水閥門65的流量發(fā)生變化時，就會導(dǎo)致供水泵組50供水的 總流量發(fā)生變化，為了克服現(xiàn)有的熱軋濁環(huán)高壓冷卻水系統(tǒng)沒有有效的節(jié)能措施，能耗嚴(yán) 重的問題，在本應(yīng)用實例中，針對熱軋濁環(huán)高壓冷卻水系統(tǒng)的具體特點和軋線的工藝要求， 在供水 泵組50上安裝節(jié)流設(shè)備(調(diào)節(jié)閥51)或調(diào)速設(shè)備(變頻器52)作為執(zhí)行設(shè)施，對供 水泵組進(jìn)行動態(tài)節(jié)流調(diào)節(jié)或通過水泵供配電設(shè)備66和變頻器52對電動機(jī)64的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)， 使用計算機(jī)服務(wù)器57、PLC可編程邏輯控制器59和上位機(jī)58 (人機(jī)界面)構(gòu)成的冷卻水控 制單元53對其進(jìn)行控制。冷卻水控制單元53和熱軋生產(chǎn)線計算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，軋 線信息獲得單元54接收軋線信息，經(jīng)過分析和計算，作為前饋控制信號實時控制濁環(huán)冷卻 水供水泵組的出口調(diào)節(jié)閥的開度或水泵轉(zhuǎn)速，根據(jù)軋線需求動態(tài)調(diào)節(jié)濁環(huán)水冷卻供水泵組 的供水量和供水壓力，做到按需所供，達(dá)到節(jié)能和穩(wěn)定濁環(huán)水供水壓力的目的。通訊單元56在軋線自動化系統(tǒng)和冷卻水控制單元53之間建立通訊，通過通訊線 路55把軋線自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)狀態(tài)信息、故障報警信息、濁環(huán)冷卻水設(shè)定計算數(shù)據(jù)、軋線 跟蹤信息、相關(guān)閥門的開關(guān)量信號、和濁環(huán)水量信號傳給冷卻水控制單元53 ；冷卻水控制 單元53同時也從濁環(huán)水系統(tǒng)采集水泵的起停信號、閥門狀態(tài)信號、濁環(huán)水溫度信號60，濁 環(huán)水壓力信號61和濁環(huán)水流量信號62。冷卻水控制單元53包括服務(wù)器57、上位機(jī)58 (人機(jī)界面)和PLC可編程邏輯控制
^^ 59 ο服務(wù)器57的作用是模型計算和數(shù)據(jù)存儲，即通過計算獲得各個軋制鋼板種類所 對應(yīng)的供水量，將所述各個軋制鋼板種類所對應(yīng)的供水量進(jìn)行存儲和處理，根據(jù)存儲的各 個軋制鋼板種類所對應(yīng)的供水量對軋線供水量進(jìn)行控制。上位機(jī)58的人機(jī)界面的載體，實現(xiàn)控制畫面顯示、數(shù)據(jù)設(shè)定和人工調(diào)整。PLC控制器59，采集濁環(huán)水系統(tǒng)的信息，軋線的信息和服務(wù)器的運算結(jié)果進(jìn)行邏 輯運算，將運算結(jié)果-泵的起停、泵的轉(zhuǎn)速及閥門的開度信號輸出到執(zhí)行部分。執(zhí)行單元主要為泵的起停控制設(shè)施、泵的調(diào)速設(shè)備和調(diào)節(jié)閥等節(jié)流控制設(shè)施。本應(yīng)用實例使用了建立在通訊技術(shù)上的前饋控制的措施，提高了系統(tǒng)供水的反應(yīng) 速度，該系統(tǒng)能夠在控制好供水壓力的前提下，提前主動根據(jù)熱軋生產(chǎn)線的需水量供水，減 少高壓濁環(huán)冷卻水供水和濁環(huán)循環(huán)水總量，同時漩流井和平流池也減少了供水量，達(dá)到節(jié) 能和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。由于本發(fā)明調(diào)整軋線濁環(huán)高壓冷卻水系統(tǒng)供水壓力的能力強(qiáng)，可以取代昂貴的穩(wěn) 壓溢流閥63 (通常為300萬-400萬一個，而一個濁環(huán)冷卻水系統(tǒng)需要4-5個)，節(jié)省一次設(shè) 備。穩(wěn)壓溢流閥的作用是穩(wěn)定軋線供水壓力同時排掉水處理系統(tǒng)供來的多余的水。由于對 軋線供水能夠做到按需所供，回流到漩流井和平流池的總水量減少20% _50%，漩流井和 平流池的設(shè)計容量可以減少10% _20%，可以節(jié)省建設(shè)一次投資。本發(fā)明可以更加精確的調(diào)整軋線濁環(huán)高壓冷卻水系統(tǒng)供水壓力，特別對于沒有穩(wěn) 壓溢流閥63的濁環(huán)水供水系統(tǒng)效果更加顯著，使用壓力穩(wěn)定的濁環(huán)冷卻水可以更加精確的控制軋件的溫度，優(yōu)化溫度模型，溫度計算模型是軋線自動化系統(tǒng)的核心，對提高產(chǎn)品質(zhì)
量意義重大。通訊單元介質(zhì)可以采用光纖以太網(wǎng)，普通以太網(wǎng)，現(xiàn)場總線，串并口協(xié)議通訊，及 其硬接線，通訊方式可以在冷卻水控制單元和軋線自動化系統(tǒng)的服務(wù)器和服務(wù)器之間，PLC 和PLC之間，服務(wù)器和PLC之間建立通訊。冷卻水控制單元通常設(shè)置在水處理自動化系統(tǒng)中，也可以設(shè)置在軋線自動化系統(tǒng) 中，但是控制畫面需要在軋線自動化系統(tǒng)的控制畫面中嵌入或單獨設(shè)立，這樣可以便于軋 線操作人員進(jìn)行監(jiān)控和干預(yù)。應(yīng)用實例2: 參照圖6所示，為本發(fā)明應(yīng)用實例中的熱軋層流冷卻水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。針對熱軋層流冷卻水的工藝特點和水泵的特性，在每臺供水泵的出口加快速響應(yīng) 的電動或氣動流量調(diào)節(jié)閥70，并且使用計算機(jī)、PLC可編程邏輯控制器(以后稱層流冷卻水 控制單元60)對其進(jìn)行控制。冷卻水控制單元60通過工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)等和熱軋 生產(chǎn)線計算機(jī)控制系統(tǒng)(軋線信息獲得單元61)通過通信單元62進(jìn)行通訊，接收生產(chǎn)線計 算機(jī)控制系統(tǒng)(軋線信息獲得單元61)的軋件跟蹤信號、軋件信息、不同規(guī)格層流冷卻供水 量的預(yù)設(shè)定和在線設(shè)定信息，經(jīng)過程序分析和計算，實時控制層流冷卻供水泵組63的出口 調(diào)節(jié)閥的開度和水泵的轉(zhuǎn)速，根據(jù)軋線需求動態(tài)調(diào)節(jié)層流冷卻供水泵組63的供水量，當(dāng)軋 線層流冷卻系統(tǒng)上下集管71噴水冷卻時，層流冷卻供水泵組63按層流冷卻要求水量供水， 當(dāng)軋線層流冷卻系統(tǒng)不噴水時，按最小供水量供水，將做到按需所供，達(dá)到節(jié)能的目的。本應(yīng)用實例中的設(shè)備主要包括是由冷卻水控制單元60，水泵出口調(diào)節(jié)閥門，控制 閥門的輔助電路，和軋線信息獲得單元61，以及和層流水泵控制系統(tǒng)相聯(lián)絡(luò)的電路或通訊 設(shè)備。冷卻水控制單元60通過通訊單元62和軋線信息獲得單元61通訊，接收軋線層流冷 卻水量的設(shè)定計算結(jié)果和軋件的跟蹤信號，通過計算機(jī)系統(tǒng)分析計算，確定層流冷卻供水 泵組每個出口閥門的開度大小和閥門的開閉時刻。為了達(dá)到更好的節(jié)能效果，在控制的過程中，還要把高位水箱64的液位信號取過 來，把高位水箱64的液位控制作為補(bǔ)充。供水水位必須控制在工作水位的一定范圍內(nèi)，當(dāng) 水位標(biāo)高低于最低時，補(bǔ)水加大供水量；而當(dāng)水位標(biāo)高高于最高液位時，車間供水系統(tǒng)則以 最小供水量供水。由于高位水箱64有溢流功能，當(dāng)水箱水位標(biāo)高高于最高液位時，多余的 水會通過溢流管道65回流，故對控制系統(tǒng)的最終目的是減少溢流回流水量，溢流回流水量 越小，節(jié)能效果越好。本發(fā)明解決了熱軋廠熱軋生產(chǎn)線和水處理系統(tǒng)相互獨立，沒有在線通訊和統(tǒng)一協(xié) 商控制的歷史性問題，在軋線和水處理之間建立實時數(shù)據(jù)通訊，軋線自動化控制系統(tǒng)能夠 監(jiān)控水處理系統(tǒng)，水處理自動化控制系統(tǒng)也能夠共享軋線自動化系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)一體化 控制。需要指出的是，以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不是對本發(fā)明技術(shù)方案 的限定，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明技術(shù)特征所做的等同替換或者相應(yīng)改進(jìn)，仍 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括軋線信息獲得單元，用于獲得熱軋生產(chǎn)線的軋線數(shù)據(jù)信息，冷卻水控制單元，用于接收軋線信息采集單元的軋線數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息對冷卻水量進(jìn)行控制；通信單元，用于將所述軋線信息采集單元所述獲得的熱軋生產(chǎn)線的軋線數(shù)據(jù)信息傳送給所述冷卻水控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻水控制單元，進(jìn)一步包括 處理單元，用于根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息獲得實時冷卻水量和冷卻水量發(fā)生變化的時刻；控制單元，用于根據(jù)所述實時冷卻水量和冷卻水量發(fā)生變化的時刻向執(zhí)行單元發(fā)出控 制信號。
3.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行單元為供水泵及安裝在供水 泵上的節(jié)流或調(diào)速設(shè)備，所述控制單元，進(jìn)一步用于向所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備發(fā)出控制信號， 通過控制供水泵的轉(zhuǎn)速或水泵出口閥門的開度從而調(diào)節(jié)供水量。
4.如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備為變頻器、液力藕 合器、磁力耦合器、電磁調(diào)速電機(jī)、調(diào)節(jié)閥門中的一種，或者調(diào)節(jié)閥門和其它一種的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻水控制單元，進(jìn)一步用于接收供水系統(tǒng)信息，并根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息及供水系統(tǒng)信息對冷卻水供 水量進(jìn)行控制。
6.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻水控制單元還包括用于顯示 控制信息的控制畫面，所述冷卻水控制單元控制畫面在軋線自動化系統(tǒng)的控制畫面中嵌 入，或在軋線自動化系統(tǒng)的控制畫面中單獨設(shè)立。
7.一種基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水控制方法，其特征在于，所述方法包括 獲得軋線信息；將所述獲得的軋線信息通過通信單元傳送給冷卻水控制單元； 冷卻水控制單元根據(jù)所述軋線信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。
8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，冷卻水控制單元根據(jù)所述軋線信息對 冷卻水供水量進(jìn)行控制，包括根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息獲得冷卻水量； 根據(jù)所述冷卻水量向執(zhí)行單元發(fā)出控制信號。
9.如權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述執(zhí)行單元為供水泵及安裝在供水 泵上的節(jié)流或調(diào)速設(shè)備，所述冷卻水控制單元向所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備發(fā)出控制信號，通過 控制供水泵的轉(zhuǎn)速或供水泵出口閥門的開度從而調(diào)節(jié)供水量；所述節(jié)流或調(diào)速設(shè)備為變頻 器、液力藕合器、磁力耦合器、電磁調(diào)速電機(jī)、調(diào)節(jié)閥門中的一種，或者調(diào)節(jié)閥門和其它一種 的組合。
10.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述冷卻水控制單元進(jìn)一步接收供水系統(tǒng)信息，并根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息及供水系統(tǒng) 信息對冷卻水供水量進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于軋線控制一體化的熱軋冷卻水控制方法及系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括軋線信息獲得單元，用于獲得熱軋生產(chǎn)線的軋線數(shù)據(jù)信息，冷卻水控制單元，用于接收軋線信息采集單元的軋線數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述軋線數(shù)據(jù)信息對冷卻水量進(jìn)行控制；通信單元，用于將所述軋線信息采集單元所述獲得的熱軋生產(chǎn)線的軋線數(shù)據(jù)信息傳送給所述冷卻水控制單元。本發(fā)明可以將軋件在軋線的跟蹤信號、預(yù)報冷卻水量傳給冷卻水控制單元，為變頻調(diào)速、液力偶合器等調(diào)速設(shè)備和調(diào)節(jié)閥等節(jié)流設(shè)備提供前饋控制信息，使?jié)岘h(huán)冷卻水、層流冷卻水實現(xiàn)在保證工藝要求下的變頻節(jié)能或節(jié)流節(jié)能。
文檔編號B21B45/02GK101844157SQ201010161820
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者劉森 申請人:劉森