热轧产线通用机械智能节能控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种热轧产线通用机械智能节能控制系统和方法，包括现场监控单元、智能节能控制单元和通信单元，所述现场监控单元，用于收集热轧产线的实时数据信息并接收控制指令对被控对象进行控制；所述智能节能控制单元，用于接收轧线数据，并分析得到控制信息，对轧线通用机械系统进行控制，做到按需供给水、风、气；所述通信单元，用于将现场监控单元所采集的热轧产线的实时数据传送给智能节能控制单元，并把智能节能控制单元所发出的控制指令传送给现场监控单元。本发明专利技术提供的热轧产线通用机械智能节能控制系统做到了将轧线实时信息与水、风、气能介供给系统的运行紧密结合起来，能够同时实现水、风、气能介供给系统的整体节能降耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金行业领域的产线节能，特别涉及一种热轧产线通用机械智能节能控制系统和方法。
技术介绍
冶金行业是能耗大户，其中的通用机械，如风机、水泵、压缩机，是各产线电耗的主要设备，据不完全统计，这三种设备占企业总电耗的37％以上，系统地节能有助于企业的节能减排和增强竞争力。热轧生产线生产钢板、钢卷及各种型材，通过对高温轧件进行挤压成型，并冷却得到成品。加热轧件需要供空气(氧气)并排除废气，高温轧件表面的氧化铁皮和轧制中产生的烟尘也需要清除，与轧件接触设备还需冷却来保证其连续生产，在形成成品时还需通过风冷或水冷降温以便运输和存放，同时，设备运转和做功过程中也会产生大量热量，需要及时带走以保证设备正常运转，因此产线上具有多套提供风、水、气的通用机械系统，包括净循环水系统、浊循环水系统(含除鳞水系统、层流冷却水系统、轧机冷却水系统、辊道冷却水系统、浊环水处理系统)、加热炉送引风机系统、主电机冷却风机系统、轧机除尘风机系统、压缩空气系统等，它们作为产线的辅助生产系统，始终长期连续运行，能耗十分可观。通常情况下，设计这些系统时需按生产线的最大需求量进行设计，致使系统输送能力有富余。生产状况的变化、环境的变化、设备状态的变化，使得产线对水、风、气的经济需求是经常变化的，但实际情况是这些通用机械系统的运行与产线的运行状况往往是脱节的，经常维持某种状况运行，如保持母管压力稳定，启动后就始终运行，所有调节阀门全部开启等等，致使浪费了很多不必要的能量。而且，水、风、气的控制系统和轧钢生产线的自动化控制系统也往往是各自独立的，缺少信息交互，致使供需经常不平衡，能源消耗有浪费。附图1是现有轧机主电机冷却风机的系统图。为了带走轧机主电机1运行中产生的热量，在其顶上设置了多台主电机冷却风机2，这些主电机冷却风机2由配电柜3提供电源，并在控制单元4的控制下长期恒速运行。通常在轧机主电机1启动前，主电机冷却风机2就启动运行，直至轧机主电机1停止若干时间后才停止。主电机冷却风机2往往只有启停控制。实际上轧机主电机1一般只在轧钢时负荷很大，其它时候负荷低，发热量也少，需要带走的热量相应也少，可主电机冷却风机2却始终高速运转，能耗基本不变。如果将主电机冷却风机2的运转速度与轧机主电机1的负荷状况、环境状况匹配起来，则可节省大量电能。附图2是现有轧线层流冷却水工艺流程图。层流冷却水系统为精轧机后层流冷却水区域的轧件降温。层流冷却水来自冷水池5，由层流冷却供水泵6加压后送车间内高位水箱7，再经高位水箱7流至层流冷却喷头8喷出。冷却完轧件后的层流冷却水再经由铁皮沟9回到热水池11中，热水池11中的水再由热水泵10送至过滤器12和冷却塔13，回到冷水池5中，完成整个水循环过程。正常情况下，当层流冷却区域有轧件通过时才需要层流冷却水，当没有轧件通过时则不需要冷却水，而且，不同的轧件和生产工艺对冷却水的需要也不相同。当不需要层流冷却水时，层流冷却供水泵6除补充高位水箱7存水外，其余的水由高位水箱7内的溢流管流出，也由铁皮沟9流回至热水池11，这就造成这段时间层流冷却供水泵6耗费的能源多数被浪费掉。如果将层流冷却供水泵6的运行与层流冷却水需求匹配起来，则可节省大量电能。综上所述，为了进一步降低热轧产线通用机械系统的能源消耗，有必要将轧线对水、风、气的经济需求与供给这些介质的通用机械系统的运行紧密结合起来，这就涉及轧线通用机械的智能节能控制系统和方法。实际上，通过一次性采集生产工艺信息、轧件信息、轧件位置信息、温度信息、压力信息、轧机负载信息，就可以实现对水、风、气供给系统的综合控制，如根据轧线上轧件信息和轧件的位置信息就可以预知即将需要的除鳞水系统中的除鳞水量和除鳞泵变频器的运行频率，同时也可以预判轧机除尘系统中的除尘风机将需在多长时间后达到正常转速，还可以决定控冷的压缩空气系统中的压缩空气的调节阀需在什么时间开启或开多大开度，等等，而不必设置如除鳞泵节能控制系统、轧机除尘风机节能控制系统、压缩空气节能控制系统等多套控制系统，但每套系统都需重复采集同样的信息。正是基于这样的一次性采集、综合应用，实现节能的思路，本专利技术提出了一种热轧产线通用机械智能节能控制系统和方法。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种热轧产线通用机械智能节能控制系统和方法，用于解决热轧生产线上，生产状况的变化、环境的变化、设备状态的变化所引起的轧线对水、风、气的生产需求的变化，未能与水、风、气能介供给系统密切关联起来而导致的水、风、气能介供给系统能耗高的问题，也同时解决了那种通过设立多套单独针对某种介质的节能控制系统，但需重复采集同样信号所引起的投资成本较高的问题。为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术提供的一种热轧产线通用机械智能节能控制系统，包括现场监控单元、智能节能控制单元和通信单元，其中：所述现场监控单元，用于收集热轧产线的实时数据信息并接收控制指令对被控对象进行控制；所述智能节能控制单元，用于接收轧线数据，并分析得到控制信息，对轧线通用机械系统进行控制，做到按需供给水、风、气；所述通信单元，用于将所述现场监控单元所采集的热轧产线的实时数据传送给所述智能节能控制单元，并把所述智能节能控制单元所发出的控制指令传送给所述现场监控单元。优选的，所述现场监控单元收集的热轧产线的实时数据信息包括生产工艺信息、轧件信息、轧件实时位置信息、实时温度信息、实时压力信息、轧机负载信息和通用机械系统信息。优选的，所述智能控制单元内部包含数学模型，所述数学模型包括管路阻力模型、加热炉送引风机系统输出风量与运行台数和转速的关系模型、各除鳞点用水量与喷射压力的关系模型、各轧机负荷与其发热量的关系模型、轧件温度与层流冷却水量关系模型、层流冷却水系统送水量与运行台数和转速的关系模型。优选的，所述通用机械系统包括水泵系统、风机系统和压缩机系统，其中：所述水泵系统包括轧线净循环冷却水系统和浊循环冷却水系统；所述风机系统包括加热炉送引风机系统、主电机冷却风机系统和轧机除尘风机系统；所述压缩机系统包括压缩空气系统。进一步的，所述浊循环冷却水系统包括除鳞水系统、层流冷却水系统、轧机冷却水系统、辊道冷却水系统和浊环水处理系统。优选的，所述控制信息包括调速装置的速度或频率，调节阀的开度或位置，通用机械的开启数量。优选的，所述智能节能控制单元包括人机交互接口，用于实现智能自动运行或进行人工干预。本专利技术还提供了一种热轧产线通用机械智能节能控制方法，包括以下步骤：S1:根据轧线上的生产工艺信息、轧件信息、轧件实时位置信息、实时温度信息、实时压力信息、轧机负载信息、通用机械系统信息，通过数学模型分析确定出轧线对水、风、气的生产需求；S2:给出对应供给系统通用机械的调速信息和调节阀开度或位置的前馈控制信息；S3:结合通用机械系统实时反馈信息进行调节控制，使轧线净循环冷却水系统、浊循环冷却水系统、加热炉送引风机系统、主电机冷却风机系统、轧机除尘风机系统、压缩空气系统在保证工艺要求下持续节能运行。进一步的，步骤S3中所述反馈信息包括压力、温度和液位。进一步的，步骤S3中所述浊循环冷却水系统包括除鳞水系统、层流冷却水系统、轧机冷却水系统、辊道冷却水系统和浊环水处理系统。本专利技术由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热轧产线通用机械智能节能控制系统，其特征在于，包括现场监控单元、智能节能控制单元和通信单元，其中：所述现场监控单元，用于收集热轧产线的实时数据信息并接收控制指令对被控对象进行控制；所述智能节能控制单元，用于接收轧线数据，并分析得到控制信息，对轧线通用机械系统进行控制，做到按需供给水、风、气；所述通信单元，用于将所述现场监控单元所采集的热轧产线的实时数据传送给所述智能节能控制单元，并把所述智能节能控制单元所发出的控制指令传送给所述现场监控单元。

【技术特征摘要】
1.一种热轧产线通用机械智能节能控制系统，其特征在于，包括现场监控单元、智能节能控制单元和通信单元，其中：所述现场监控单元，用于收集热轧产线的实时数据信息并接收控制指令对被控对象进行控制；所述智能节能控制单元，用于接收轧线数据，并分析得到控制信息，对轧线通用机械系统进行控制，做到按需供给水、风、气；所述通信单元，用于将所述现场监控单元所采集的热轧产线的实时数据传送给所述智能节能控制单元，并把所述智能节能控制单元所发出的控制指令传送给所述现场监控单元。2.如权利要求1所述的一种热轧产线通用机械智能节能控制系统，其特征在于，所述现场监控单元收集的热轧产线的实时数据信息包括生产工艺信息、轧件信息、轧件实时位置信息、实时温度信息、实时压力信息、轧机负载信息和通用机械系统信息。3.如权利要求1所述的一种热轧产线通用机械智能节能控制系统，其特征在于，所述智能控制单元内部包含数学模型，所述数学模型包括管路阻力模型、加热炉送引风机系统输出风量与运行台数和转速的关系模型、各除鳞点用水量与喷射压力的关系模型、各轧机负荷与其发热量的关系模型、轧件温度与层流冷却水量关系模型、层流冷却水系统送水量与运行台数和转速的关系模型。4.如权利要求1所述的一种热轧产线通用机械智能节能控制系统，其特征在于，所述通用机械系统包括水泵系统、风机系统和压缩机系统，其中：所述水泵系统包括轧线净循环冷却水系统和浊循环冷却水系统；所述风机系统包括加热炉送引风机系统、主电机冷却风机系统和轧机除尘风机系统；所述压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈池，朱红兵，唐永东，董理，
申请(专利权)人：上海宝钢节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31