用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钢管生产过程中的淬火控制领域，特别涉及一种用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统。
【背景技术】
[0002]目前的钢管加工过程中，热处理线的钢管淬火系统包括:轴流水系统(中压供水栗组)和外淋水系统(常压供水栗组)，通过轴流水系统和外淋水系统为淬火装置供给内轴流水、外淋水，完成钢管淬火。
[0003]轴流水系统(中压供水栗组)由5台水栗组成，水栗电机450kW，额定电压380V，现有生产线上，每台电机采用一套软启动装置对其进行控制。
[0004]外淋水系统(常压供水栗组)由3台水栗组成，水栗电机220kW，额定电压380V，现有生产线上，每台电机采用一套软启动装置对其控制。
[0005]但是，由于水栗电机按最大负荷工况设计，因此功率大，特别是采用软启动装置进行控制后，该装置启动后会保持最高速度运行，但是，在实际的生产过程中，水的用量随着工艺过程变化较大，大多数时段水的用量均低于预设值，但软启动装置无法对水栗电机调速，水栗电机会保持最高速度运行，因而造成电能和水量的浪费。
【实用新型内容】
[0006]【要解决的技术问题】
[0007]本实用新型的目的是提供一种用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统。
[0008]【技术方案】
[0009]本实用新型是通过以下技术方案实现的。
[0010]本实用新型涉及一种用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统，包括水栗电机、检测模块、变频控制模块、PLC控制器和工控机，所述水栗电机与变频控制模块连接，所述PLC控制器分别与检测模块、变频控制模块和工控机连接，所述工控机设置有人机界面，所述检测模块用于检测钢管在钢管淬火工艺流程中的位置，所述变频控制模块用于驱动水栗电机，所述PLC控制器用于控制变频控制模块启动或停止或电气连锁、根据检测模块检测到的钢管在钢管淬火工艺流程中的位置自动控制变频控制模块输出预设定的频率，所述工控机用于通过人机界面对所述高效节能控制系统的各个模块的运行状态进行监控、设定水栗启动或停止、设定变频控制模块在淬火时段和/或非淬火时段的输出频率。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述变频控制模块包括串联连接的第一接触器、变频器、第二接触器和断路器，所述第一接触器串联在变频器的输出端，所述第二接触器和断路器串联在变频器的输入端。
[0012]作为另一种优选的实施方式，所述变频控制模块还包括进线电抗器和出线电抗器，所述进线电抗器串联在变频器的输入端，所述出线电抗器串联在变频器的输出端。
[0013]作为另一种优选的实施方式，还包括软启动模块，所述软启动模块分别与PLC控制器和水栗电机连接，所述PLC控制器还用于:控制软启动模块的启动、停止或电气连锁。
[0014]作为另一种优选的实施方式，所述软启动模块包括串联连接的第三接触器、电机保护器、软启动器、熔断器和互感器。
[0015]作为另一种优选的实施方式，所述软启动模块还包括并联在软启动器两端的第四接触器。
[0016]作为另一种优选的实施方式，所述检测模块包括热金属检测器和接近开关，所述热金属检测器和接近开关设置在钢管淬火工艺流程中的各个位置。
[0017]作为另一种优选的实施方式，还包括电源模块，所述电源模块分别为水栗电机、变频控制模块、软启动模块和PLC控制器供电。
[0018]作为另一种优选的实施方式，所述电源为三相交流电源。
[0019]【有益效果】
[0020]本实用新型提出的技术方案具有以下有益效果:
[0021 ] 本实用新型通过增加变频控制模块对水栗电机进行控制，解决了原系统存在的问题。具体地:
[0022](1)在实际的生产过程中，根据不同品种、规格的钢管淬火时所需水量要求不同，通过工控机的人机界面设定淬火速度，通过PLC控制器调整变频器的频率给定来调整轴流水栗组、外淋水栗组的水栗淬火运行速度，相应调整水栗输出功率，准确满足不同品种、规格的钢管淬火所需水量、压力要求，解决了水系统的供水量超过淬火工艺要求水量问题，保证产品质量，减少了淬火时段供水流量要求低于最大水量设计时的水量、电资源浪费，实现节能降耗，提高了生产效益。同时，水栗出口阀门全打开，解决了原系统采用水栗出口阀门调整供水流量增加管路损耗的问题。
[0023](2)通过工控机的人机界面设定非淬火速度，根据检测模块发出的钢管在钢管淬火工艺流程中的位置信号，通过PLC控制器自动调整变频器的频率给定来调整轴流水栗组、外淋水栗组的水栗非淬火运行速度，相应降低水栗输出功率，减少了水系统非淬火时段不需要水量而原系统仍按淬火时段供水的问题，减少了非淬火时段水量、电资源浪费，实现节能降耗，提高了生产效益。
[0024](3)根据检测模块发出的钢管在钢管淬火工艺流程中的位置信号，通过PLC控制器自动调整变频器淬火时段和非淬火时段的频率给定，自动调整调整水栗电机转速，实现了智能化。
[0025](4)本实用新型保持了原有的软启动器控制模块，将原有的软启动器控制模块作为变频控制模块的备用，提高了系统运行可靠性。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型实施例一提供的用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统的结构框图。
[0027]图2为本实用新型实施例二提供的用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统的结构框图。
[0028]图3为本实用新型的实施例二提供的高效节能控制系统中的变频控制模块和软启动模块电路原理图。
[0029]图4为本实用新型的实施例三提供的高效节能控制系统中的变频控制模块和软启动模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0030]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本实用新型的限制。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0031]实施例一
[0032]实施例一提供一种用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统，如图1所示，该控制系统包括检测模块、变频控制模块2、PLC控制器和工控机，工控机设置有人机界面。PLC控制器分别与检测模块、变频控制模块2、工控机连接，变频控制模块2与水栗电机连接。检测模块用于检测钢管在钢管淬火工艺流程中的位置并将该位置信息发送至PLC控制器，变频控制模块用于驱动水栗电机，PLC控制器用于根据工控机的输出参数信息控制变频控制模块启动或停止或电气连锁、根据检测模块检测到的钢管在钢管淬火工艺流程中的位置自动控制变频控制模块输出预设定的频率，工控机用于通过人机界面对高效节能控制系统的各个模块的运行状态进行监控、设定水栗启动或停止、设定变频控制模块在淬火时段和非淬火时段的输出频率，具体地，当用户通过工控机的人机界面设置好参数后，工控机会将相应的参数发送至PLC控制器。另外，需要说明，检测模块可以采用热金属检测器和接近开关实现，通过不同工位的检测模块，检测、跟踪钢管在钢管淬火工艺流程中的位置，从而实现钢管淬火时段和非淬火时段的高低速转换。检测模块还可以采用红外传感器实现，通过在不同的工位设置红外传感器来跟踪钢管在钢管淬火工艺流程中的位置。
[0033]实施例二
[0034]基于实施例一可以得到实施例二，实施例二提供一种用于钢管淬火水系统的高效节能控制系统，如图2所示，该控制系统包括检测模块、变频控制模块2、软启动模块1、PLC控制器和工控机，工控机设置有人机界面。PLC控制器分别与检测模块、变频控制模块2、工控机、软启动模块1连接，变频控制模块2与水栗电机连接。检测模块用于检测钢管在钢管淬火工艺流程中的位置并将该位置信息发送至PLC控制器，变频控制模块用于驱动水栗电机，PLC控制器用于根据工控机的输出参数信息控制变频控制模块启动或停止或电气连锁、根据检测模块检测到的钢管在钢管淬火工艺流程中的位置自动控制变频控制模块输出预设定的频率，工控机用于通过人机界面对高效节能控制系