[发明专利]一种淬火机水冷过程控制方法

说明书

技术领域

本发明属于淬火控制技术领域，特别是提供了一种淬火机水冷过程控制方法，应用于淬火机水冷过程控制。特别涉及辊压式连续冷却淬火机的高、低压段喷水控制，通过细化跟踪钢板到低压区3段的每一段，进而实现对应段各水线快切阀精确的开关控制，最终极大地缓解了钢板低速淬火时低压段供水不足，压力持续下降、影响淬火钢板表面质量的问题。

背景技术

淬火机水系统通常是由高位水箱、回水池、管路、补水泵组及加压泵组组成，供淬火机完成淬火过程的连续喷水冷却，保证工艺要求的水量和喷射压力。目前，国内先进的辊压式淬火机大多是由德国LOI公司引进的，该类淬火机一般20米左右，喷水集管分为高压区(喷射时水压8bar)、低压区(喷射时水压4bar)，高压区一般分为20个分区，由流量计、压力表控制各分区水流量及压力，钢板淬火前，各区要先进行流量调节，使流量达到工艺要求的范围，低压区一般分为2-3段，通过控制阀门开度控制水量，淬火前先根据工艺设定粗调阀门开度，再打开阀门喷水进行精细调整。淬火时，钢板以设定的速度通过各水区完成淬火过程，通过调整高压区流量、低压区阀门开度、辊速调整的冷却速度。

目前公知的淬火机的顺序控制步骤为：钢板出热处理炉前，淬火机的高压段和低压段调节阀粗调阀位到设定阀位，然后高压段和低压段快切阀同时打开依据流量计进行水量精细调整，接着钢板出炉进入淬火机进行淬火处理，钢板尾部出高压段高压段快切阀关闭，钢板尾部出低压段低压段快切阀关闭。

然而由于淬火机的低压区分为3段，3段总长度接近高压区长度的4倍，这样在为了保证厚板淬透性而进行低速淬火时，就会造成低压区开阀过早、喷水时间过长，但低压区喷水的整体利用率过低的情况。同时为了抑制厚板表面返红，低压区喷水流量设定偏大，这样长时间喷水后会破坏水塔的供水平衡，使水塔水位急剧降低，导致低压区水压力不稳定且持续下降，最终由于钢板冷却时水量不均，对钢板表面质量造成恶劣影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种淬火机水冷过程控制方法，解决了现有的淬火机在厚板低速淬火时，由于低压区开阀过早、喷水流量设定偏大、喷水时间过长，破坏水塔供水平衡后导致低压区水压不稳且持续下降，最终严重影响淬火钢板表面质量的问题。

基于西门子S7-400PLC构建的自动化网络，硬件方面增加一个DP-DP耦合器，并将它通过DP网络中继器的空闲通道连入PROFIBUS-DP网络，接着在STEP7软件中分别打开跟踪PLC程序和淬火PLC程序，分别修改两个程序的“硬件配置”，对应真实的网络连接，分别在程序中原有的PROFIBUS-DP网络上插入一个DP-DP耦合器块，并分别给两个程序中的该模块分配网络地址，两个网络地址要对应到真实硬件的拨码开关所设置的地址。以上的设置专门用于钢板跟踪PLC与淬火PLC之间的信号交换。接着在跟踪PLC和淬火机PLC程序中各建立3个布尔型变量，内容均为“低压区1段喷嘴开”(即变量值为1控制喷嘴开，变量值为0控制喷嘴关)、“低压区2段喷嘴开”、“低压区3段喷嘴开”。对于跟踪PLC，这3个开关变量是输出变量；对于淬火PLC，这3个开关变量是输入变量。这三个开关变量的开关状态通过DP-DP耦合器模块由钢板跟踪PLC发给淬火机PLC，用于在钢板跟踪PLC程序限定的条件满足时(即钢板到达设定位置)，控制淬火机打开对应低压区段的快切阀。在充分考虑钢板跟踪的精度，并现场测量低压区各段的起始、终止位置后，在跟踪程序的程序功能块中做了如下限定：

炉门抬起，钢板头部出炉前，只开高压区快切阀；

钢板头部进入高压区中部，开低压区1段快切阀；

钢板头部进入低压区1段中部，开低压区2段快切阀；

钢板头部进入低压区2段中部，开低压区3段快切阀；

钢板尾部出高压区，关高压区快切阀；

钢板尾部进入低压区2段中部，关低压区1段快切阀；

钢板尾部进入低压区3段中部，关低压区2段快切阀；

钢板尾部出低压区3段，关低压区3段快切阀。

同时通过修改程序设定，在操作界面上增加了钢板出高压段后的速度设定：通过在WINCC服务器运行工程中编辑淬火主界面，增加勾选确认框(对应跟踪程序中的变量，为1时即确认手动输入速度有效)和速度输入框(对应跟踪程序中的变量，即操作工手动输入的速度)，同时连接到对应的变量。

这样根据工艺要求，操作工可以在淬火机操作主界面中增加的输入框内，手工提前输入速度设定值，即可以单独设定钢板出高压区后的速度，实现高压区低速淬火，低压区辊道提速进行钢板冷却的功能。