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多条连续退火生产线共享配液中心的控制方法

阅读:924发布:2020-06-22

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1.一种多条连续退火生产线共享配液中心的控制方法,其特征在于:
(1)多条钢铁连续退火生产线共享一个配液中心,把配液中心和每条钢铁连续退火生产线分别作为一个独立的控制系统,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构;只在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线间不建立通信连接;对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,例如液或涂层液,以配液中心的供液PL和任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制VX作为配液中心向各条钢铁连续退火生产线供给溶液L的统一设备接口
(2)配液中心的每种配好的溶液在同一时刻仅对某一条钢铁连续退火生产线进行供给;
(3)对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,以供液切断阀CX的自动关闭或自动打开状态,实现配液中心对任一X#钢铁连续退火生产线供液的自动安全隔离或自动安全接入;
(4)控制系统间通信时任一方在确知彼此均可以正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常;
经过上述步骤,实现对多条钢铁连续退火生产线共享配液中心的控制。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:步骤(1)中,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,溶液L以配液中心配液罐L、配液中心配液罐L出口供液总管L、配液中心供液泵PL、配液中心供液泵PL出口任一供液支管XL、配液中心供液泵PL出口任一供液支管XL上的供液切断阀CX、任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX、任一X#钢铁连续退火生产线的XL#循环罐的流程进行供送。
3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:步骤(2)中,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线,每条供液支管上有一个供液控制阀,对任一X#钢铁连续退火生产线而言,该供液控制阀为VX;各条钢铁连续退火生产线控制系统把本生产线供液控制阀VX的开或闭极限检测信号通过通信连接传给配液中心控制系统,由配液中心控制系统判断任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX能打开的条件,并把该条件信号通过通信连接返回给任一X#钢铁连续退火生产线控制系统,配液中心控制系统判断任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX能打开的标准是,当除X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX以外的N-1个供液控制阀均处于关闭极限时,供液控制阀VX能被打开。
4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:步骤(3)中,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,以供液切断阀CX的自动关闭或自动打开状态实现配液中心对任一X#钢铁连续退火生产线供液的自动安全隔离或自动安全接入,即:
1)当X#钢铁连续退火生产线在建或不投入使用时,供液切断阀CX自动关闭;
2)当X#钢铁连续退火生产线投入使用和X#钢铁连续退火生产线与配液中心的通信正常,并且X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX发生故障时,供液切断阀CX自动关闭;
3)当X#钢铁连续退火生产线投入使用和X#钢铁连续退火生产线与配液中心的通信异常时,供液切断阀CX自动关闭;
4)当配液中心的供液泵PL发生故障时,供液切断阀CX自动关闭;
5)除了上述步骤1)~4)情况之外,供液切断阀CX自动打开。
5.根据权利要求1的控制方法的控制方法,其特征在于步骤(4)具体是采用以下检测方法验证通信的可靠性:
1)在配液中心控制系统CPU内设置一个信息位XOK,在配液中心CPU内,XOK=1表示配液中心与X#连退线通信正常,XOK=0表示配液中心与X#连退线通信异常。在X#连退线控制系统CPU内设置一个信息位COK,在X#连退线CPU内,COK=1表示配液中心与X#连退线通信正常,COK=0表示配液中心与X#连退线通信异常;
2)在配液中心CPU内,设置一个存储来自X#钢铁连续退火生产线心跳计数的数据单元RXT;设置一个发送给X#钢铁连续退火生产线的心跳计数单元SXT;设置一个信息位RXOK,RXOK=1表示配液中心能正常接收到X#钢铁连续退火生产线的数据,RXOK=0表示配液中心不能正常接收到X#钢铁连续退火生产线的数据;设置一个信息位SXOK,SXOK=1表示配液中心能正常发送数据给X#钢铁连续退火生产线,SXOK=0表示配液中心不能正常发送数据给X#钢铁连续退火生产线;
3)在X#钢铁连续退火生产线CPU内,设置一个存储来自配液中心心跳计数的数据单元RCT;设置一个发送给配液中心的心跳计数单元SCT;设置一个信息位RCOK,RCOK=1表示X#钢铁连续退火生产线能正常接收到配液中心的数据,RCOK=0表示X#钢铁连续退火生产线不能正常接收到配液中心的数据;设置一个信息位SCOK,SCOK=1表示X#钢铁连续退火生产线能正常发送数据给配液中心,SCOK=0表示X#钢铁连续退火生产线不能正常发送数据给配液中心;
4)在配液中心执行向X#钢铁连续退火生产线发送数据的任务之前,配液中心CPU使SXT=SXT+1,当配液中心执行向X#钢铁连续退火生产线发送数据的任务时,除了发送正常数据外,还把SXT发送给RCT,把RXOK发送给SCOK;
5)在X#钢铁连续退火生产线执行向配液中心发送数据的任务之前,该条钢铁连续退火生产线CPU使SCT=SCT+1;当X#钢铁连续退火生产线执行向配液中心发送数据的任务时,除了发送正常数据外,还把SCT发送给RXT,把RCOK发送给SXOK;
6)在配液中心CPU内,对心跳计数RXT进行监控,当发现在一段可调的监控时间内RXT有变化时,则使RXOK=1,否则使RXOK=0;
7)在X#钢铁连续退火生产线CPU内,对心跳计数RCT进行监控,当发现在一段可调的监控时间内RCT有变化时,则使RCOK=1,否则使RCOK=0;
8)在配液中心CPU内,如果SXOK=1且RXOK=1,则使XOK=1,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信正常,否则使XOK=0,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信异常;
9)在X#连退线CPU内,如果SCOK=1且RCOK=1,则使COK=1,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信正常,否则使COK=0,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信异常;
通过上述通信正确性检测方法,使通信双方的任一方在确知彼此均正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常,如此即可可靠地避免当通信双方的通信发生部分瘫痪或完全瘫痪时,供液接口设备的误动作,从而保证了通信双方数据传输的可靠性。
6.根据权利要求5的控制方法,其特征在于步骤(6)中所述的一段可调的监控时间,其比X#条钢铁连续退火生产线向配液中心执行数据发送任务的最大时间间隔稍大。
7.根据权利要求6的控制方法,其特征在于假设X#钢铁连续退火生产线向配液中心执行数据发送任务的最大时间间隔为100ms,则所述监控时间设置为500ms。
8.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于步骤(7)中所述的一段可调的监控时间,其比配液中心向X#钢铁连续退火生产线执行数据发送任务的最大时间间隔稍大。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于假设配液中心向X#钢铁连续退火生产线执行数据发送任务的最大时间间隔为100ms,则所述监控时间设置为500ms。

说明书全文

多条连续退火生产线共享配液中心的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冷轧带钢连续退火生产领域,特别是涉及一种多条钢铁连续退火生产线共享配液中心的控制方法。

背景技术

[0002] 在冷轧硅带钢连续成品退火生产线上,往往需要对带钢进行脱脂和涂层。前者是冷轧带钢在进退火炉前先用一定温度液将表面上的轧制油和污垢洗净,防止带入炉内破坏保护气体成份,影响脱效率,甚至引起增碳现象,油污也会使带钢表面质量变坏,从而引起炉底辊结瘤造成钢带表面凸包等缺陷,并影响涂层质量。后者是冷轧带钢在出退火炉后用一定温度的涂层液进行涂层,使成品获得必要的绝缘性能。在脱脂和涂层操作前,需要配制符合要求的碱液和涂层液并将它们供给给带钢连续退火机组。
[0003] 图1为集成配液中心的带钢连续退火生产线对任一溶液的供液方案示意图,即通过液位计L1检测循环罐的液位,当检测到循环罐液位低时,开启供液控制V1和供液PL,直到液位计L1检测到循环罐液位充满时,关闭供液控制阀V1和供液泵PL,控制系统反复执行该操作来实现对带钢连续退火机组的供液。从上述集成配液中心的带钢连续退火生产线的供液方案可知,配液中心对连续退火机组的供液是间断进行的(即只有在循环罐液位由低到充满期间,配液中心对机组进行供液,在循环罐液位由充满到低期间,配液中心不对机组进行供液)。
[0004] 因此,为了充分发挥配液中心的功能和节约投资成本,在多条钢铁连续退火生产线的建设项目里,可以采用共享配液中心的方法,来实现由一个配液中心向多个独立带钢连续退火机组进行供液的控制方案。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种多条钢铁连续退火生产线共享一个配液中心的控制方法,该方法可节约多条钢铁连续退火生产线建设项目的投资成本,操作便捷、可靠、安全,扩展性好,自动化程度高。
[0006] 本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
[0007] 本发明提供的多条钢铁连续退火生产线共享配液中心的控制方法,具体是:
[0008] (1)多条钢铁连续退火生产线共享一个配液中心,把配液中心和每条钢铁连续退火生产线分别作为一个独立的控制系统,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构;只在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线间不建立通信连接;对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,例如碱液或涂层液,以配液中心的供液泵PL和任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX作为配液中心向各条钢铁连续退火生产线供给溶液L的统一设备接口
[0009] (2)配液中心的每种配好的溶液在同一时刻仅对某一条钢铁连续退火生产线进行供给;
[0010] (3)对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,以供液切断阀CX的自动关闭或自动打开状态,实现配液中心对任一X#钢铁连续退火生产线供液的自动安全隔离或自动安全接入;
[0011] (4)控制系统间通信时任一方在确知彼此均可以正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常;
[0012] 经过上述步骤,实现对多条钢铁连续退火生产线共享配液中心的控制。
[0013] 对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,溶液L以配液中心配液罐L、配液中心配液罐L出口供液总管L、配液中心供液泵PL、配液中心供液泵PL出口任一供液支管XL、配液中心供液泵PL出口任一供液支管XL上的供液切断阀CX、任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX、任一X#钢铁连续退火生产线的XL#循环罐的流程进行供送。
[0014] 对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线,每条供液支管上有一个供液控制阀,对任一X#钢铁连续退火生产线而言,该供液控制阀为VX;各条钢铁连续退火生产线控制系统把本生产线供液控制阀VX的开或闭极限检测信号通过通信连接传给配液中心控制系统,由配液中心控制系统判断任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX能打开的条件,并把该条件信号通过通信连接返回给任一X#钢铁连续退火生产线控制系统,配液中心控制系统判断任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX能打开的标准是,当除X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX以外的N-1个供液控制阀均处于关闭极限时,供液控制阀VX能被打开。
[0015] 对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,以供液切断阀CX的自动关闭或自动打开状态实现配液中心对任一X#钢铁连续退火生产线供液的自动安全隔离或自动安全接入,即:(1)当X#钢铁连续退火生产线在建或不投入使用时,供液切断阀CX自动关闭;(2)当X#钢铁连续退火生产线投入使用和X#钢铁连续退火生产线与配液中心的通信正常,并且X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX发生故障时,供液切断阀CX自动关闭;(3)当X#钢铁连续退火生产线投入使用和X#钢铁连续退火生产线与配液中心的通信异常时,供液切断阀CX自动关闭;(4)当配液中心的供液泵PL发生故障时,供液切断阀CX自动关闭;(5)除了上述步骤(1)~(4)情况之外,供液切断阀CX自动打开。
[0016] 本发明可以采用以下检测方法验证通信的可靠性:
[0017] (1)在配液中心控制系统CPU内设置一个信息位XOK,在配液中心CPU内,XOK=1表示配液中心与X#连退线通信正常,XOK=0表示配液中心与X#连退线通信异常。在X#连退线控制系统CPU内设置一个信息位COK,在X#连退线CPU内,COK=1表示配液中心与X#连退线通信正常,COK=0表示配液中心与X#连退线通信异常;
[0018] (2)在配液中心CPU内,设置一个存储来自X#钢铁连续退火生产线心跳计数的数据单元RXT;设置一个发送给X#钢铁连续退火生产线的心跳计数单元SXT;设置一个信息位RXOK,RXOK=1表示配液中心能正常接收到X#钢铁连续退火生产线的数据,RXOK=0表示配液中心不能正常接收到X#钢铁连续退火生产线的数据;设置一个信息位SXOK,SXOK=1表示配液中心能正常发送数据给X#钢铁连续退火生产线,SXOK=0表示配液中心不能正常发送数据给X#钢铁连续退火生产线;
[0019] (3)在X#钢铁连续退火生产线CPU内,设置一个存储来自配液中心心跳计数的数据单元RCT;设置一个发送给配液中心的心跳计数单元SCT;设置一个信息位RCOK,RCOK=1表示X#钢铁连续退火生产线能正常接收到配液中心的数据,RCOK=0表示X#钢铁连续退火生产线不能正常接收到配液中心的数据;设置一个信息位SCOK,SCOK=1表示X#钢铁连续退火生产线能正常发送数据给配液中心,SCOK=0表示X#钢铁连续退火生产线不能正常发送数据给配液中心;
[0020] (4)在配液中心执行向X#钢铁连续退火生产线发送数据的任务之前,配液中心CPU使SXT=SXT+1,当配液中心执行向X#钢铁连续退火生产线发送数据的任务时,除了发送正常数据外,还把SXT发送给RCT,把RXOK发送给SCOK;
[0021] (5)在X#钢铁连续退火生产线执行向配液中心发送数据的任务之前,该条钢铁连续退火生产线CPU使SCT=SCT+1;当X#钢铁连续退火生产线执行向配液中心发送数据的任务时,除了发送正常数据外,还把SCT发送给RXT,把RCOK发送给SXOK;
[0022] (6)在配液中心CPU内,对心跳计数RXT进行监控,当发现在一段可调的监控时间内RXT有变化时,则使RXOK=1,否则使RXOK=0;
[0023] (7)在X#钢铁连续退火生产线CPU内,对心跳计数RCT进行监控,当发现在一段可调的监控时间内RCT有变化时,则使RCOK=1,否则使RCOK=0;
[0024] (8)在配液中心CPU内,如果SXOK=1且RXOK=1,则使XOK=1,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信正常,否则使XOK=0,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信异常;
[0025] (9)在X#连退线CPU内,如果SCOK=1且RCOK=1,则使COK=1,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信正常,否则使COK=0,以表示配液中心与X#钢铁连续退火生产线的通信异常;
[0026] 通过上述通信正确性检测方法,使通信双方的任一方在确知彼此均正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常,如此即可可靠地避免当通信双方的通信发生部分瘫痪或完全瘫痪时,供液接口设备的误动作,从而保证了通信双方数据传输的可靠性。
[0027] 上述步骤(6)中所述的一段可调的监控时间,其比X#条钢铁连续退火生产线向配液中心执行数据发送任务的最大时间间隔稍大。
[0028] 上述步骤(6)中,假设X#钢铁连续退火生产线向配液中心执行数据发送任务的最大时间间隔为100ms,则所述监控时间可设置为500ms。
[0029] 上述步骤(7)中所述的一段可调的监控时间,其比配液中心向X#钢铁连续退火生产线执行数据发送任务的最大时间间隔稍大。
[0030] 上述步骤(7)中,假设配液中心向X#钢铁连续退火生产线执行数据发送任务的最大时间间隔为100ms,则所述监控时间可设置为500ms。
[0031] 本发明与现有技术相比具有以下的主要有益效果:
[0032] (1)多条连退生产线共享一个配液中心,让配液中心的供液空闲时间缩短,占空比提高,既充分利用了配液中心的供液能,又节约了建设项目的投资成本和建设场地。例3 3
如假设配液罐的供液能力为0.11m/s,循环罐的溶液消耗速度为0.01m/s,循环罐的体积
3 3
为16m,当循环罐的溶液体积降至4m 时配液罐开始向其供液,当循环罐的溶液体积升至
3 3 3
14m 时配液罐停止向其供液,在此条件下,每个循环罐在停止向其供液后的第(14m-4m)/
3
(0.01m/s)=1000s向配液罐请求1次供液,配液罐每次给1个循环罐供液持续时间为
3 3 3 3
(14m-4m)/(0.11m/s-0.01m/s)=100s;这样,采用传统的供液方案,即图1的方案,即由
1个配液中心向1条连续退火生产线供液,配液中心的供液空闲时间将为1000s,占空比为
100s/1000s=0.1;在相同条件下,采用本发明所述的方案,即图2的方案,假设由1个配液中心向4条连续退火生产线供液,那么配液中心的供液空闲时间将为1000s-(4-1)*100s=
700s,占空比为4*100s/700s=0.57143;即与传统方案相比,在新的方案里,配液中心的供液空闲时间缩短了1000s-700s=300s,占空比提高了0.57143-0.1=0.47143,这样既充分利用了配液中心的供液能力,又节约了建设项目的投资成本和建设场地;
[0033] (2)把配液中心和每条钢铁连续退火生产线分别作为一个独立的控制系统,只在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线间不建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,以配液中心的供液泵PL和每条连续退火生产线的供液控制阀VX作为配液中心向各条连退生产线供给已配制好的溶液L的统一设备接口,接口设备少,便于配液中心与每条连退生产线的互操作,利于系统的移植与设计的扩展;
[0034] (3)对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,以供液切断阀CX的自动关闭或自动打开状态方便地实现配液中心对X#连续退火生产线供液的自动安全隔离或自动安全接入,保证了当部分连续退火生产线在建期间或未投入使用期间或发生故障期间,其它连续退火生产线不受其影响;
[0035] (4)使用通信可靠性检测方法提高了系统可靠性,即,使通信双方的任一方在确知彼此均可以正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常,如此即可可靠地避免当通信双方的通信发生部分瘫痪或完全瘫痪时,供液接口设备的误动作,从而保证了通信双方数据传输的可靠性。
[0036] (5)通过选用高性能的工业控制器和通信处理模来构建各个控制系统和它们之间的通信物理连接,以保证各控制系统间通信的快速、可靠性,满足供液系统对各条连退线循环罐液位的控制要求。例如,西子的PLC产品及其通信模块是工业上普遍公认的性能卓越的自动化产品,如果以西门子S7 300 PLC CPU和西门子CP343-1以太网通信模块作为配液中心的控制器和通信模块,以西门子S7 400 PLC CPU和西门子CP443-1以太网通信模块作为X#连退线的控制器和通信模块,即可在S7 300 PLC CPU<->CP343-1<->CP443-1<->S7 400 PLCCPU间建立传输速率达100MB/s的快速、可靠的工业以太网TCP通信连接。使用上述西门子产品,如果在1个CP343-1与4个CP443-1间建立用于收、发数据的工业以太网TCP通信连接,即每个CP443-1与该CP343-1建立收、发通信连接各1条,共计8条,并把每条通信连接上的通信数据量设置为100个字节,则此时的配置可以满足1个配液中心与4条连退线间的数据通信需求,经过测试表明,在此配置条件下,当各PLC CPU内OB1的执行时间小于150ms时,各条通信连接上的通信延时小于0.5s,多数工业场合各PLC CPU内OB1的执行时间为10~100ms,因此,此时的通信完全能够满足供液系统对各条连退线循环罐液位的控制要求。
[0037] 总之,本发明可以充分利用配液中心的供液能力,因而可以提高供液设备的使用率、省投资和节约建设场地;接口设备少,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构,便于配液中心与每条连退生产线的互操作,利于系统的移植与设计的扩展;采用自动安全隔离或自动安全接入方式,可保证当部分连续退火生产线在建期间或未投入使用期间或发生故障期间,其它正常工作的连续退火生产线不受影响;通过选用高性能的工业控制器和通信处理模块来构建各个控制系统和它们之间的通信物理连接,并使用通信可靠性检测方法,使控制快速、可靠,从而避免供液接口设备的误动作和满足供液系统对各条连退线循环罐液位的控制要求。附图说明
[0038] 图1是集成配液中心的带钢连续退火生产线对任一溶液的供液方案示意图。
[0039] 图2是多条连退生产线共享一个配液中心时对任一溶液L的供液方案示意图。
[0040] 图3是对任一溶液L的任一供液切断阀CX的自动控制流程。
[0041] 图4是控制系统间的通信处理流程。

具体实施方式

[0042] 本发明提供的多条钢铁连续退火生产线共享配液中心的控制方法,具体是:
[0043] (1)多条钢铁连续退火生产线共享一个配液中心,把配液中心和每条钢铁连续退火生产线分别作为一个独立的控制系统,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构;只在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线间不建立通信连接;对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,例如碱液或涂层液,以配液中心的供液泵PL和任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX作为配液中心向各条钢铁连续退火生产线供给溶液L的统一设备接口;
[0044] (2)配液中心的每种配好的溶液在同一时刻仅对某一条钢铁连续退火生产线进行供给;
[0045] (3)对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,以供液切断阀CX的自动关闭或自动打开状态,实现配液中心对任一X#钢铁连续退火生产线供液的自动安全隔离或自动安全接入;
[0046] (4)控制系统间通信时任一方在确知彼此均可以正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常;
[0047] 经过上述步骤,实现对多条钢铁连续退火生产线共享配液中心的控制。
[0048] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0049] 实施例1:系统、设备及通信方案
[0050] 如图2所示,多条钢铁连续退火生产线共享一个配液中心时的系统、设备及通信方案是:把配液中心和每条钢铁连续退火生产线分别作为一个独立的控制系统,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构;只在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线间不建立通信连接;对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,例如碱液或涂层液,以配液中心的供液泵PL和任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX作为配液中心向各条钢铁连续退火生产线供给溶液L的统一设备接口。
[0051] 如图2所示,以配液中心与任一条连退生产线(设为第X#连退生产线)为例,把配液中心和每条钢铁连续退火生产线分别作为一个独立的控制系统,只在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线间不建立通信连接,各条钢铁连续退火生产线的控制系统及设备采用相同的结构,保证了系统的易扩展性。
[0052] 如图2所示,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,溶液L以配液中心配液罐L、配液中心配液罐L出口供液总管L、配液中心供液泵PL、配液中心供液泵PL出口任一供液支管XL、配液中心供液泵PL出口任一供液支管XL上的供液切断阀CX、任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX、任一X#钢铁连续退火生产线的XL#循环罐的流程进行供送。
[0053] 实施例2:配液中心向任一X#钢铁连续退火生产线供送任一种溶液L的供液方案[0054] 考虑各条连退生产线供液请求的非连续性和节约配液中心的供液容量设计,配液中心的每种配好的溶液在同一时刻仅对某一条钢铁连续退火生产线进行供给,为达此目的,采用以下控制方法。
[0055] (1)如图2所示,对于N条连退生产线共享一个配液中心来说,对于每种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线。
[0056] (2)如图2所示,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线,在自动操作模式下,由任一X#连续退火生产线控制系统根据液位计LX检测的XL#循环罐的液位低信号来自动开启本条连续退火生产线的供液控制阀VX来请求补给溶液,由任一X#连退生产线控制系统根据液位计LX检测的XL#循环罐的液位充满信号来自动关闭本条连续退火生产线的供液控制阀VX来停止向XL#循环罐补给溶液。
[0057] (3)如图2所示,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线,每条供液支管上有一个供液控制阀,对任一X#钢铁连续退火生产线而言,该供液控制阀为VX;各条钢铁连续退火生产线控制系统把本生产线供液控制阀VX的开或闭极限检测信号通过通信连接传给配液中心控制系统,由配液中心控制系统判断任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX能打开的条件,并把该条件信号通过通信连接返回给任一X#钢铁连续退火生产线控制系统,配液中心控制系统判断任一X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX能打开的标准是,当除X#钢铁连续退火生产线的供液控制阀VX以外的N-1个供液控制阀均处于关闭极限时,供液控制阀VX能被打开。
[0058] (4)如图2所示,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线,在自动操作模式下,当这N条供液支管有且仅有一条是通畅时,即当根据上述(2)~(3)对任一X#钢铁连续退火生产线供液控制阀VX进行控制后,有且仅有一个供液控制阀VX是处于打开状态,且根据实施例3的供液故障时的安全隔离方案,相应供液支管上的供液切断阀CX亦处于打开状态时,配液中心发出供液泵PL自动启动命令,否则,系统发出供液泵PL自动停止命令,以实现配液中心对各条连续退火生产线自动供送溶液L的功能。
[0059] 由上述实施例1及实施例2提供的技术方案,可以让配液中心的供液空闲时间3 3
尽可能短,例如假设配液罐的供液能力为0.11m/s,循环罐的溶液消耗速度为0.01m/s,
3 3
循环罐的体积为16m,当循环罐的溶液体积降至4m 时配液罐开始向其供液,当循环罐的
3
溶液体积升至14m 时配液罐停止向其供液,在此条件下,每个循环罐在停止向其供液后的
3 3 3
第(14m-4m)/(0.01m/s)=1000s向配液罐请求1次供液,配液罐每次给1个循环罐供
3 3 3 3
液持续时间为(14m-4m)/(0.11m/s-0.01m/s)=100s;这样,采用传统的供液方案,即图
1的方案,即由1个配液中心向1条连续退火生产线供液,配液中心的供液空闲时间将为
1000s,占空比为100s/1000s=0.1;在相同条件下,采用本发明所述的方案,即图2的方案,假设由1个配液中心向4条连续退火生产线供液,那么配液中心的供液空闲时间将为
1000s-(4-1)*100s=700s,占空比为4*100s/700s=0.57143;即与传统方案相比,在新的方案里,配液中心的供液空闲时间缩短了1000s-700s=300s,占空比提高了0.57143-0.1=0.47143,这样既充分利用了配液中心的供液能力,又节约了建设项目的投资成本和建设场地。
[0060] 实施例3:供液故障时的安全隔离方案
[0061] 本实施例采用以下供液故障安全隔离方案,以保证当部分连续退火生产线在建期间或发生生产故障期间,其它连续退火生产线不受其影响。
[0062] 如图2所示,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种溶液L,配液中心共有N条供液支管通向各条连退生产线,每条供液支管上有一个供液切断阀,对任一X#钢铁连续退火生产线而言,该供液切断阀为CX。
[0063] 如图2所示,对配液中心欲向任一X#钢铁连续退火生产线进行供送的任一种配好的溶液L,以供液切断阀CX的关闭或打开状态即可方便地实现对X#连续退火生产线供液的安全隔离或安全接入,其实施流程如图3所示,首先启用供液切断阀X的自动控制功能;当X#连退生产线在建或不投入使用时,供液切断阀CX自动关闭;当X#连退生产线投入使用&X#连退生产线与配液中心的通信正常&X#连退生产线的供液控制阀VX发生故障时,供液切断阀CX自动关闭;当X#连退生产线投入使用&X#连退生产线与配液中心的通信异常时,供液切断阀CX自动关闭;当配液中心的供液泵PL发生故障时,供液切断阀CX自动关闭;其他情况下供液切断阀CX自动打开。
[0064] 实施例4:保证控制系统间通信可靠、快速的方法
[0065] 在配液中心和每条钢铁连续退火生产线间采用图4所示的通信正确性检测方法,以确保通信的可靠性。
[0066] 所述通信正确性检测方法是:
[0067] 参见图4,以X#连退线与配液中心的通信为例来说明通信正确性检测方法:
[0068] (1)在配液中心控制系统CPU内设置一个信息位XOK,在配液中心CPU内,XOK=1表示配液中心与X#连退线通信正常,XOK=0表示配液中心与X#连退线通信异常。在X#连退线控制系统CPU内设置一个信息位COK,在X#连退线CPU内,COK=1表示配液中心与X#连退线通信正常,COK=0表示配液中心与X#连退线通信异常;
[0069] (2)在配液中心CPU内,设置一个存储来自X#钢铁连续退火生产线心跳计数的数据单元RXT;设置一个发送给X#钢铁连续退火生产线的心跳计数单元SXT;设置一个信息位RXOK,RXOK=1表示配液中心能正常接收到X#钢铁连续退火生产线的数据,RXOK=0表示配液中心不能正常接收到X#钢铁连续退火生产线的数据;设置一个信息位SXOK,SXOK=1表示配液中心能正常发送数据给X#钢铁连续退火生产线,SXOK=0表示配液中心不能正常发送数据给X#钢铁连续退火生产线;
[0070] (3)在X#钢铁连续退火生产线CPU内,设置一个存储来自配液中心心跳计数的数据单元RCT;设置一个发送给配液中心的心跳计数单元SCT;设置一个信息位RCOK,RCOK=1表示X#钢铁连续退火生产线能正常接收到配液中心的数据,RCOK=0表示X#钢铁连续退火生产线不能正常接收到配液中心的数据;设置一个信息位SCOK,SCOK=1表示X#钢铁连续退火生产线能正常发送数据给配液中心,SCOK=0表示X#钢铁连续退火生产线不能正常发送数据给配液中心;
[0071] (4)在配液中心执行向X#连退线发送数据的任务之前,配液中心CPU使SXT=SXT+1,当配液中心执行向X#连退线发送数据的任务时,除了发送正常数据外,还把SXT发送给RCT,把RXOK发送给SCOK;
[0072] (5)在X#连退线执行向配液中心发送数据的任务之前,X#连退线CPU使SCT=SCT+1,当X#连退线执行向配液中心发送数据的任务时,除了发送正常数据外,还把SCT发送给RXT,把RCOK发送给SXOK;
[0073] (6)在配液中心CPU内,对心跳计数RXT进行监控,当发现在一段可调的监控时间TX(该时间比X#连退线向配液中心执行数据发送任务的最大时间间隔稍大,例如,如果X#连退线向配液中心执行数据发送任务的最大时间间隔为100ms,则该监控时间可设置为500ms)内,RXT有变化,则使RXOK=1,否则使RXOK=0;
[0074] (7)在X#连退线CPU内,对心跳计数RCT进行监控,当发现在一段可调的监控时间TC(该时间比配液中心向X#连退线执行数据发送任务的最大时间间隔稍大,例如,如果配液中心向X#连退线执行数据发送任务的最大时间间隔为100ms,则该监控时间可设置为500ms)内,RCT有变化,则使RCOK=1,否则使RCOK=0;
[0075] (8)在配液中心CPU内,如果SXOK=1且RXOK=1,则使XOK=1,以表示配液中心与X#连退线的通信正常,否则使XOK=0,以表示配液中心与X#连退线的通信异常;
[0076] (9)在X#连退线CPU内,如果SCOK=1且RCOK=1,则使COK=1,以表示配液中心与X#连退线的通信正常,否则使COK=0,以表示配液中心与X#连退线的通信异常;
[0077] 通过上述通信正确性检测方法,使通信双方的任一方在确知彼此均可以正常地接收到对方的数据时才认为己方与对方的通信正常,如此即可可靠地避免当通信双方的通信发生部分瘫痪或完全瘫痪时,供液接口设备的误动作,从而保证了通信双方数据传输的可靠性。
[0078] 本实施例选用高性能的工业控制器和通信处理模块来构建各个控制系统和它们之间的通信物理连接,以进一步保证各控制系统间通信的快速、可靠性,满足供液系统对各条连退线循环罐液位的控制要求。例如,西门子的PLC产品及其通信模块是工业上普遍公认的性能卓越的自动化产品,如果以西门子S7 300 PLC CPU和西门子CP343-1以太网通信模块作为配液中心的控制器和通信模块,以西门子S7 400 PLC CPU和西门子CP443-1以太网通信模块作为X#连退线的控制器和通信模块,即可在S7 300 PLC CPU<->CP343-1<->CP443-1<->S7 400 PLC CPU间建立传输速率达100MB/s的快速、可靠的工业以太网TCP通信连接。使用上述西门子产品,如果在1个CP343-1与4个CP443-1间建立用于收、发数据的工业以太网TCP通信连接,即每个CP443-1与该CP343-1建立收、发通信连接各1条,共计8条,并把每条通信连接上的通信数据量设置为100个字节,则此时的配置可以满足1个配液中心与4条连退线间的数据通信需求,经过测试表明,在此配置条件下,当各PLC CPU内OB1的执行时间小于150ms时,各条通信连接上的通信延时小于0.5s,多数工业场合各PLC CPU内OB1的执行时间为10~100ms,因此,此时的通信完全能够满足供液系统对各条连退线循环罐液位的控制要求。
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