热处理钢板传输跟踪控制技术

介绍了由二级服务器传输跟踪控制数学模型和基于Profibus-DP 现场总线技术的西门子S7-400 PLC DCS 控制系统共同构成的钢板热处理传输并信号跟踪仿真系统。该系统以精确的交流变频伺服传动和分布式物料实时传输位置的监测校正装置为基础，不仅实现了钢板传输位置的信号模拟仿真跟踪和控制，而且通过与热处理炉加热燃烧控制系统、淬火机及水处理控制系统的数据信息交互，实现完美的热处理工艺处理执行，同时利用摆动传输方式实现连续批量式加热及炉膛容积与热能源的充分利用，进行高效节能生产。经过在线热处理的钢板产品，不仅各项力学性能指标测试数据优良，而且外观板形良好，特别是加工难度最大的淬火板，无需再加工处理。

钢板热处理生产线担负对轧制后的成品板材进行按客户要求的正火、淬火、回火等工艺处理，提升钢材性能，满足特殊需要，有效提高产品附加值和净利润。同时，还能够对轧制工序产生的钢板性能缺陷，进行调质挽救。因此，热处理工厂级成套设备不仅是专业热处理厂的组成主体，也是多数轧钢厂，甚至某些具备在线控冷轧制能力的轧钢厂必选的配套设备。

热处理线主要设备包括抛丸机、辊底式正火炉/淬火炉( 热处理炉) 、水处理、冷床、矫直机、取样剪/试样剪、喷号机等。钢板在热处理炉前后及炉内的实时位置和传输速度，尤其在炉内停留的时间、炉膛温度等工况，是严格按照热处理正火、淬火、高温/低温回火等具体工艺要求而定的。分别由物料传输并跟踪控制模型和燃烧加热控制模型及冷却水配方处理数学模型，根据钢板规格参数、钢种型号和具体的热处理工艺要求自动选定并执行。总之，按照热处理工艺要求，对于钢板在热处理线，尤其是在热处理炉内，只有实现钢板传输速度精准可调，钢板实时位置检测跟踪准确可靠，才能够准确地达到热处理工艺要求的相应不同临界温度值，然后按照对应工艺要求结合进行露天缓冷，或者淬火或者小水量喷淋等等不同后续处理方式，最终完美实现各类型钢种板材热处理工艺。钢板在热处理炉的实时传输速度及其实时位置检测并跟踪，对于热处理工艺要求的精准执行，是非常重要的。

1、热处理炉的设备组成及其功能。

热处理炉是热处理线的核心设备，其他设备皆为其服务配套设施。热处理炉主要由: 上料平台、正火炉/淬火炉、淬火机、卸料辊道四部分组成。各部分功能不一，分别由一套或多套设备构成。

2、上料平台设备组成及其功能。

上料平台由58 支传输辊道、一组刷辊( 上一下二) 及其升降装置、钢板抬升及对中装置和5 道辊道内置式钢板检测光栅以及测宽用拉绳编码器、测厚光栅等组成。上料平台设备组成见图1。热处理炉上料平台设备集成紧凑，功能众多。集钢板投放，钢板外表清洁，钢板测长、测宽、测厚、对中等多项功能于一体。随后由二级自动控制系统进行钢板规格数据校正，自动创建钢板数据信息包，激活并启动钢板物料传输跟踪仿真模拟信息系统。因此上料平台是热处理工艺执行的关键设备。

3、结束语。

钢板热处理传输并信号跟踪仿真控制系统以精确的交流变频伺服传动和分布式物料实时传输位置的监测校正装置为基础，通过对每一支变频传动辊道和每一套钢板位置检测校正光栅在传输线所对应的X 轴上进行唯一距离标识，按比例缩放显示在HMI 物料跟踪监控界面，同时钢板实物尺寸也以相同比例处理显示，进行实时传输位置监控。全线辊道随着钢板传输运动自动启动和停止，即每支钢板是被每支辊道接力传递前进的，因此钢板传输过程中电能消耗是最小的。钢板传输并跟踪控制技术，不仅完全满足热处理正火、淬火、回火等不同工艺的要求，实现了完美的工艺处理执行，而且在200 余米的长距离传输过程中，完全杜绝了炉内钢板碰撞、叠加等等传输故障的发生。摆动式传输模式控制的实施，能够最大限度地利用热能源，进行连续批量式热处理，可有效提高炉膛利用率，实现高效热处理生产，而且能够自动应对外部设备一般性故障。实践证明，经过热处理后的钢板产品，不仅各项力学性能指标测试数据优良，板材性能得到强力提升，而且板形外观良好，特别是难度最大的淬火处理钢板，表面平整光洁，无需再行加工处理。