用于钢瓶热处理的自动控制系统的制作方法

本发明属于高压容器制备领域，具体涉及一种用于钢瓶热处理的自动控制系统，能够通过模块化的智能控制系统实现对钢瓶热处理、调节车间温度、优化功率的自动控制。

背景技术：

高压无缝钢瓶被广泛应用于储存与运输各种压缩气体，钢瓶制备过程中一个重要的工序是热处理，其中热处理需要用到加热炉，热处理后需要冷却，现有技术对钢瓶的冷却包括水冷、风冷、空冷等方法。一般来讲，钢瓶热处理包括对钢瓶加热至较高温度以及使钢瓶冷却至较低温度；由于钢瓶热处理后温度很高，钢瓶附近的作业温度很高，如果采用人工操作传动钢瓶的方法，会对工人的身体产生高温危害。因此，一种能够在钢瓶热处理、冷却工序中自动控制的装置运转，无需人工值守的用于钢瓶热处理的自动控制系统成为一种需要。钢瓶热处理后的冷却的热量较大，一般都散发到空气当中，既造成了能源浪费，又造成钢瓶热处理车间的作业温度很高，特别是在夏天会给工人带来不适。中国专利ZL201610206157.9公布了一种高压无缝钢瓶的制备方法，该方法将热处理和冷却分成了两个步骤，其中热处理步骤中公布了一种钢瓶冷风系统，采用上冷风机吸热风、下冷风机吹冷风的方式对钢瓶进行冷却10min，同时降低了车间作业温度；这个冷风系统和热处理炉作为一个整体可以认为是一个热处理装置，所以说热处理装置是可以理解为包括热处理和冷却两个功能的。然而，冬夏的室外空气温度差别很大，因此造成钢瓶冷却10min后实际的温度各不相同，给加工造成不必要的误差；如果要将钢瓶冷却至同一温度，需要人为的在不同室温、天气条件下频繁调节冷却时间、上冷风机风量、下冷风机风量，造成了很大的人力成本。中国专利ZL200810088379.0公布了一种用于缫丝生产过程中的温度自动控制装置及方法，主要包括温度检测部分、温度显示控制部分和自动调节阀；其采用蒸汽作为热源，目的仅仅是保持缫丝车间的较高的恒温，而非使车间保持适宜工作的较低的室温；其并没有有效降低车间温度的装置和手段。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种用于钢瓶热处理的自动控制系统，包括包括热处理炉、进风筒、下冷风机、冷风管、冷却架、吸气导流罩、上冷风机、热风筒、传动装置、传动控制模块、车间温度控制模块、风机功率优化模块、计时模块、钢瓶温度监测模块、车间温度监测模块、上冷风机风量控制装置和下冷风机风量控制装置；所述传动控制模块分别与钢瓶温度监测模块、传动装置连接；所述车间温度控制模块分别与车间温度监测模块、上冷风机风量控制装置连接，上冷风机风量控制装置与上冷风机连接；所述风机功率优化模块分别与计时模块、下冷风机风量控制装置连接，下冷风机风量控制装置与下冷风机连接；所述计时模块与传动控制模块连接。所述计时模块与传动控制模块连接；传动控制模块预设有分界点温度a₁，当a₀≤a₁时，可以向传动装置发出传动指令；车间温度控制模块预设有温度分界点b₁和b₂，可以向上冷风机风量控制装置发出增大风量的指令、减小风量的指令、维持额定风量的指令和恢复至额定风量的指令；风机功率优化模块内预设时间长度分界点t₁和t₂，可以向下冷风机风量控制装置发出增大风量的指令、减小风量的指令、维持额定风量的指令和恢复至额定风量的指令；计时模块可以计时，以及将当时所计的传动间隔时间t₀发送给风机功率优化模块；钢瓶温度监测模块可以实时监测目标钢瓶的温度a₀，并将其以电信号的形式发送到传动控制模块；车间温度监测模块可以实时监测车间的作业温度b₀，并将其以电信号的形式发送给车间温度控制模块；上冷风机风量控制装置可以控制上冷风机增大风量、减小风量、继续输出额定风量以及恢复至额定风量；下冷风机风量控制装置可以控制下冷风机增大风量、减小风量、继续输出额定风量以及恢复至额定风量。

优选的是，所述钢瓶温度监测模块为红外线测温仪。

优选的是，所述上冷风机风量控制装置为电动调节风门。

优选的是，所述下冷风机风量控制装置为风机变频器。

一种用于钢瓶热处理的自动控制方法，采用所述用于钢瓶热处理的自动控制系统对钢瓶进行热处理，包括以下步骤：

(1).将钢瓶放入热处理炉中进行热处理；

(2).传动装置将热处理后的目标钢瓶传送到冷却架5上进行冷却，上冷风机、下

冷风机同时运行，下冷风机通过进风筒抽取室外的冷空气，并通过冷风管吹

向热的目标钢瓶上，冷空气与目标钢瓶交换热量成为热空气，使目标钢瓶被

冷却，上冷风机通过吸气导流罩抽取热空气，并通过热风筒将热空气送进热

处理炉中，参与热处理炉内的燃烧反应；对下一个钢瓶重复步骤(1)；

(3).钢瓶温度监测模块实时监测目标钢瓶的温度a₀，并将其以电信号的形式发送到传动控制模块；

(4).传动控制模块预设有分界点温度a₁，当a₀≤a₁时，传动控制模块向传动装置发出传动指令；

(5).传动装置收到传动指令后，将步骤(4)所述的目标钢瓶传动移出冷却架，同时对下一个钢瓶重复步骤(2)；

(6).以下一个钢瓶为目标钢瓶重复步骤(3)到步骤(5)。

在步骤(1)至步骤(6)任一步骤进行的过程中，持续对车间温度进行自动控制，具体包括以下步骤：

(a)：车间温度监测模块实时监测车间的作业温度b₀，并将其以电信号的形式发送给车间温度控制模块；

(b)：车间温度控制模块预设有温度分界点b₁和b₂，且b₁﹥b₂；当b₀﹥b₁时，车间温度控制模块向上冷风机风量控制装置发出增大风量的指令；当b₀﹤b₂时，车间温度控制模块向上冷风机风量控制装置发出减小风量的指令；当b₂≤b₀≤b₁时，车间温度控制模块向上冷风机风量控制装置发出维持或恢复至额定风量的指令；

(c)：当上冷风机风量控制装置收到增大风量的指令后，控制上冷风机增大风量；当上冷风机风量控制装置收到减小风量的指令后，控制上冷风机减小风量；当上冷风机风量控制装置收到维持额定风量的指令后，控制上冷风机继续输出额定风量；当上冷风机风量控制装置收到恢复至额定风量的指令后，控制上冷风机恢复至额定风量。

在步骤(1)至步骤(6)任一步骤进行的过程中，持续对下冷风机的功率进行自动优化控制，具体包括以下步骤：

(a)：当传动控制模块第奇数次向传动装置发出传动指令时，传动控制模块同步向计时模块发出计时指令，计时模块开始计时；当传动控制模块第偶数次向计时模块发出计时指令，计时模块将当时所计的传动间隔时间t₀发送给风机功率优化模块，并开始下一次计时；

步骤(b)：风机功率优化模块内预设时间长度分界点t₁和t₂，且t₁﹥t₂；当t₀﹥t₁时，风机功率优化模块向下冷风机风量控制装置发出增大风量的指令；当t₀﹤t₂时，风机功率优化模块向下冷风机风量控制装置发出减小风量的指令；当t₂﹤t₀﹤t₁时，风机功率优化模块向下冷风机风量控制装置发出维持或恢复至额定风量的指令；

步骤(c)：当下冷风机风量控制装置收到增大风量的指令后，控制下冷风机增大风量；当下冷风机风量控制装置收到减小风量的指令后，控制下冷风机减小风量；当下冷风机风量控制装置收到维持额定风量的指令后，控制下冷风机继续输出额定风量；下冷风机风量控制装置收到恢复至额定风量的指令后，控制下冷风机恢复至额定风量。

本发明同现有技术相比：实现了自动化控制对钢瓶进行连续化热处理、冷却，另外还具有以及优化风机功率和调节车间温度的功能，减少了劳动力的使用，改善了车间作业环境，节约了能源，具有环境友好性的特点。

附图说明

图1为本发明实施例1涉及的自动控制系统模块结构示意图。

图2为本发明实施例2涉及的自动控制系统模块结构示意图。

图3为本发明实施例3涉及的自动控制系统模块结构示意图。

图4为本发明涉及的自动控制系统的机械结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1：

如图1、图4所示，一种用于钢瓶热处理的自动控制系统，包括热处理炉1、进风筒2、下冷风机3、冷风管4、冷却架5、吸气导流罩6、上冷风机7、热风筒8、传动装置9、传动控制模块和钢瓶温度监测模块；所述传动控制模块分别与钢瓶温度监测模块和传动装置9连接，传动控制模块预设有分界点温度a₁，当a₀≤a₁时，可以向传动装置9发出传动指令；所述钢瓶温度监测模块可以实时监测目标钢瓶的温度a₀，并且可以将其以电信号的形式发送到传动控制模块。所述钢瓶温度监测模块为红外线测温仪。

本实施例涉及的用于钢瓶热处理的自动控制系统的运行过程包括以下步骤：

(1).传动控制模块控制传动装置9将钢瓶放入热处理炉1中进行热处理；

(2).传动装置9将热处理后的目标钢瓶传送到冷却架5上进行冷却，上冷风机7、下冷风机3同时运行，下冷风机3通过进风筒2抽取室外的空气，由于室外空气温度远远低于热处理后钢瓶的数百摄氏度的温度，所以无论任何季节、任何天气，室外的空气相对于热处理后的钢瓶都是冷空气，冷空气通过冷风管4吹向热的目标钢瓶上，冷空气与目标钢瓶交换热量成为热空气，与此同时冷却架5上的目标钢瓶交换热量后被冷却，上冷风机7通过吸气导流罩6抽取热空气，并通过热风筒8将热空气送进热处理炉1中，参与热处理炉1内的燃烧反应；在此过程中，传动控制模块控制传动装置9对下一个钢瓶重复步骤(1)；

(3).钢瓶温度监测模块实时监测目标钢瓶的温度a₀，并将其以电信号的形式发送到传动控制模块；

(4).传动控制模块预设有分界点温度a₁，当其感应到a₀≤a₁时，传动控制模块向传动装置9发出传动指令；

(5).传动装置9收到传动指令后，将目标钢瓶传动移出冷却架5，此过程中，传动控制模块控制传动装置9同步对下一个钢瓶重复步骤(2)；

(6).以下一个钢瓶为目标钢瓶重复步骤(3)到步骤(5)；

实施例2：

如图2所示，本实施例涉及的一种用于钢瓶热处理的自动控制系统，其主要组成结构与实施例1相同，不同之处在于：还包括车间温度控制模块、车间温度监测模块和上冷风机风量控制装置；所述车间温度控制模块分别与车间温度监测模块和上冷风机风量控制装置连接，车间温度控制模块预设有温度分界点b₁和b₂，可以向上冷风机风量控制装置发出增大风量的指令、减小风量的指令、维持额定风量的指令或恢复至额定风量的指令；所述车间温度监测模块可以实时监测车间的作业温度b₀，并将其以电信号的形式发送给车间温度控制模块；所述上冷风机风量控制装置可以控制上冷风机7增大风量、减小风量、继续输出额定风量或恢复至额定风量。所述上冷风机风量控制装置为电动调节风门。

本实施例涉及的用于钢瓶热处理的自动控制系统的运行过程其主要步骤和原理与实施例1相同，不同之处在于，在步骤(1)至步骤(6)任一步骤进行的过程中，持续对车间温度进行自动控制，具体包括以下步骤：

(a).车间温度监测模块实时监测车间的作业温度b₀，并将其以电信号的形式发送给车间温度控制模块；

(b).车间温度控制模块预设有温度分界点b₁和b₂，且b₁﹥b₂；当b₀﹥b₁时，向上冷风机风量控制装置发出增大风量的指令；当b₀﹤b₂时，向上冷风机风量控制装置发出减小风量的指令；当b₂≤b₀≤b₁时，向上冷风机风量控制装置发出维持或恢复至额定风量的指令；

(c).当上冷风机风量控制装置收到增大风量的指令后，控制上冷风机7增大风量；当上冷风机风量控制装置收到减小风量的指令后，控制上冷风机7减小风量；当上冷风机风量控制装置收到维持额定风量的指令后，控制上冷风机7继续输出额定风量；当上冷风机风量控制装置收到恢复至额定风量的指令后，控制上冷风机7恢复至额定风量。

实施例3：

如图3所示，本实施例涉及的一种用于钢瓶热处理的自动控制系统，其主要组成结构与实施例1相同，不同之处在于：还包括风机功率优化模块、计时模块、下冷风机风量控制装置；所述风机功率优化模块分别与计时模块和下冷风机风量控制装置连接，风机功率优化模块预设有时间长度分界点t₁和t₂，可以向下冷风机风量控制装置发出增大风量的指令、减小风量的指令、维持额定风量的指令或恢复至额定风量的指令；所述计时模块与传动控制模块连接，计时模块可以计时，并将所计的传动间隔时间t₀发送给风机功率优化模块；所述传动控制模块可以当发出传动指令时，同步向计时模块发出计时指令。所述下冷风机风量控制装置为风机变频器。

本实施例涉及的用于钢瓶热处理的自动控制系统的运行过程其主要步骤和原理与实施例1相同，不同之处在于，在步骤(1)至步骤(6)任一步骤进行的过程中，持续对下冷风机3的功率进行自动优化控制，具体包括以下步骤：

(a).当传动控制模块第奇数次向传动装置9发出传动指令时，传动控制模块同步向计时模块发出计时指令，计时模块开始计时；当传动控制模块第偶数次向计时模块发出计时指令，计时模块将当时所计的传动间隔时间t0发送给风机功率优化模块，并开始下一次计时；

(b).风机功率优化模块内预设时间长度分界点t₁和t₂，且t₁﹥t₂；当t₀﹥t₁时，向下冷风机风量控制装置发出增大风量的指令；当t₀﹤t₂时，向下冷风机风量控制装置发出减小风量的指令；当t₂﹤t₀﹤t₁时，向下冷风机风量控制装置发出维持或恢复至额定风量的指令；

(c).当下冷风机风量控制装置收到增大风量的指令后，控制下冷风机3增大风量；当下冷风机风量控制装置收到减小风量的指令后，控制下冷风机3减小风量；当下冷风机风量控制装置收到维持额定风量的指令后，控制下冷风机3继续输出额定风量；下冷风机风量控制装置收到恢复至额定风量的指令后，控制下冷风机3恢复至额定风量。