一种球墨铸铁管生产过程自动控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属铸造技术领域，特别涉及一种球墨铸铁管生产过程自动控制系统 及方法。
【背景技术】
[0002] 传统球墨铸铁管生产工艺较复杂，设备种类繁多，主要设备通常由十多家设备供 应商提供，各单体设备虽由前后工序紧密相联，但均独立完成各动作，各自有着独立的PLC 及其上位机及通讯软件，形式通常五花八门、互不相同。
[0003] 目前全世界范围内没有一家设备供应商能够提供从退火炉、喷锌机、水压机、水泥 涂衬机、喷沥青机、固化炉等全线球墨铸铁管生产设备，同时也无法提供一种涵盖全部设备 的在线球墨铸铁管生产信息实时跟踪系统及方法。
[0004] 球墨铸铁管生产线要实现对每一支球墨铸铁管在生产线上全过程实际运行位置、 各单体设备原始设定信息、实际生产信息的实时跟踪记录非常困难。
[0005] 目前国内外球墨铸铁管的生产过程信息通常是"按批"进行的，"按批"事先设定， 实际生产全过程中各单体设备具体工艺参数的设定值，没有达到实时跟踪生产全过程"每 一批次"内"每一支球墨铸铁管"实际生产顺序号和生产信息的程度。因此球墨铸铁管生产 过程经常发生混号事件，很难经人工预防。
[0006] 这种生产方式无法满足对单支球墨铸铁管生产信息要有记录和可追溯性的要求， 也不能满足生产厂为提高球墨铸铁管质量对每支球墨铸铁管生产情况要进行分析的实际 需要，如何在球墨铸铁管生产线上，实现对单支管生产信息的实时跟踪，从而完成对球管生 产线的自动控制成为困扰球墨铸铁管生产行业的一大难题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种球墨铸铁管生产过程自动控制系统，用于解决上述技术 问题，同时本发明还提供一种球墨铸铁管生产过程自动控制方法，用于实现对球墨铸铁管 生产全过程的实时跟踪监测与控制。
[0008] 一种球墨铸铁管生产过程自动控制系统，包括退火炉区、喷锌区、水压区、水泥涂 衬区、养生窑区、喷沥青区、固化炉区，还包括球管RFID电子标签、以太网接口、服务器；退 火炉区、喷锌区、水压区、水泥涂衬区、养生窑区、喷沥青区、固化炉区分别通过以太网接口 与服务器连接，所述球管RFID电子标签安装在球管承口直管处内表面，用于存储球管信 息；
[0009] 球管通过退火炉区、喷锌区、水压区时RFID电子标签置于靠近球管承口侧的直管 段内；球管通过水泥涂衬区、养生窑区时RFID电子标签置于球管承口的凹槽内；球管通过 喷沥青区、固化炉区时RFID电子标签置于靠近球管承口侧的直管段内。
[0010] 所述RFID电子标签内部增设绝热材料，用于绝热，外部设置磁性材料，用于吸附 到球管上。
[0011] 退火炉区、喷锌区、水压区、水泥涂衬区、养生窑区、喷沥青区、固化炉区分别用于 读取球管RFID电子标签信息，并将信息上传至服务器；所述服务器用于通过以太网访问上 述七个区，并读取所述七个区中存储的球管生产信息；
[0012] 所述服务器中建立有数据库系统、数据分析控制系统，所述数据库系统包括球管 数据模块和球管指针模块，所述球管数据模块用于存放球管在此阶段所获得的实测数据， 所述球管指针模块实时记录球管在生产线实际运行位置；所述数据分析控制系统用于分析 数据库系统中存储的球管生产信息，并根据分析结果对上述七个区进行控制。
[0013] 所述球墨铸铁管生产过程自动控制系统，还包括喷号机，用于在球管上喷涂管号。
[0014] 所述退火炉区包括退火炉控制器、退火炉阅读器；喷锌区包括喷锌控制器、喷锌阅 读器；水压区包括水压控制器、水压阅读器；水泥涂衬区包括水泥涂衬控制器、水泥涂衬阅 读器；养生窑区包括养生窑控制器、养生窑阅读器；喷沥青区包括喷沥青控制器、喷沥青阅 读器；固化炉区包括固化炉控制器、固化炉阅读器。
[0015] 所述服务器包括主网络服务器、备用网络服务器。
[0016] 各区所述控制器都采用PLC实现，阅读器采用RFID阅读器实现。
[0017] -种球墨铸铁管生产过程自动控制方法，包括如下步骤：
[0018] S1、当球管进入退火炉区时，数据库系统自动对球管进行编号，并作为关键字存储 到数据库的指针表中，并通过读写器把生成的管号写入RFID电子标签，同时将退火炉区的 球管生产信息上传至数据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与退火炉区的预设标准 参数进行比较分析，如果相符合则进入喷锌区，如果不符合则实时调整退火炉区的参数设 置，使其与预设标准参数相符合；
[0019] S2、球管进入喷锌区，对球管进行称重、喷锌，同时将喷锌区球管生产信息上传至 数据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与喷锌区的预设标准参数进行比较分析，如 果相符合则进入水压区，如果不符合则实时调整喷锌区的参数设置，使其与预设标准参数 相符合；
[0020] S3、球管进入水压区，对球管进行试压检测，同时将水压区球管生产信息上传至数 据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与水压区的预设标准参数进行比较分析，如果 相符合则进入水泥内衬区，如果不符合则实时调整水泥内衬区的参数设置，使其与预设标 准参数相符合；
[0021] S4、球管进入水泥涂衬区，在球管内壁上衬一层水泥，同时将水泥涂衬区球管生产 信息上传至数据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与水泥内衬区的预设标准参数进 行比较分析，如果相符合则进入养生窑区，如果不符合则实时调整水泥内衬区的参数设置， 使其与预设标准参数相符合；
[0022] S5、球管进入养生窖区，养生12_14h后，对插口进行倒角，同时将养生窖区球管生 产信息上传至数据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与养生窑区的预设标准参数进 行比较分析，如果相符合则进入固化炉区，如果不符合则实时调整养生窑区的参数设置，使 其与预设标准参数相符合；
[0023] S6、球管进入固化炉区，对球管进行预热，预热温度不超过80°C，同时将固化炉区 球管生产信息上传至数据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与固化炉区的预设标准 参数进行比较分析，如果相符合则进入喷沥青区，如果不符合则实时调整固化炉区的参数 设置，使其与预设标准参数相符合；
[0024] S7、球管进入喷沥青区，在球管外壁上喷一层沥青，同时将喷沥青区球管生产信息 上传至数据库系统，数据分析控制系统对上传的数据与喷沥青区的预设标准参数进行比较 分析，如果相符合则进入喷号区，如果不符合则实时调整喷沥青区的参数设置，使其与预设 标准参数相符合；
[0025] S8、喷号机对球管进行喷号，最后成品球管打包下线。
[0026] 本发明的优点在于：
[0027] 1、可对球墨铸铁管生产中单支球管全过程生产信息进行实时跟踪记录；
[0028] 2、满足生产厂为提高球铁管质量对每支成品管生产过程信息要有跟踪记录和分 析的实际需要，便于分析处理质量异议，分清责任；
[0029] 3、有利于优化工艺设备运行参数，提高产品质量。
[0030] 下面结合附图对本发明的球墨铸铁管生产过程自动控制系统及方法作进一步说 明。
【附图说明】
[0031] 图1为球墨铸铁管生产过程自动控制系统原理图；
[0032] 图2为球墨铸铁管生产过程自动控制方法工艺流程图。
【具体实施方式】
[0033] 图1为本发明的球墨铸铁管生产过程自动控制系统，包括退火炉区001、喷锌区 002、水压区003、水泥涂衬区004、养生窑区005、喷沥青区006、固化炉区007,还包括球管 RFID电子标签、以太网接口 010、服务器009 ;退火炉区001、喷锌区002、水泥涂衬区004、养 生窑区005、喷沥青区006、固化炉区007分别通过以太网接口 010与服务器009连接，所述 球管RFID电子标签安装在球管上，用于存储球管信息；
[0034] 球管通过退火炉区（001)、喷锌区（002)、水压区（003)时RFID电子标签置于靠近 球管承口侧的直管段内；球管通过水泥涂衬区（004)、养生窑区（005)时RFID电子标签置 于球管承口的凹槽内；球管通过喷沥青区（006)、固化炉区（007)时RFID电子标签置于靠 近球管承口侧的直管段内。
[0035] 所述RFID电子标签内部增设绝热材料，用于绝热，外部设置磁性材料，用于吸附 到球管上。
[0036] 退火炉区001、喷锌区002、水压区003、水泥涂衬区004、养生窑区005、喷沥青区 006、固化炉区007分别用于读取球管RFID电子标签信息，并将信息上传至服务器009 ;所 述服务器009用于通过以太网访问上述七个区，并读取所述七个区中存储的球管生产信 息；
[0037] 所述服务器009中建立有数据库系统、数据分析控制系统，所述数据库系统包括 球管数据模块和球管指针模块，所述球管数据模块用于存放球管在此阶段所获得的实测数 据，所述球管指针模块实时记录球管在生产线实际运行位置；所述数据分析控制系统用于 分析数据库系统中存储的球管生产信息，并根据分析结果对上述七个区进行控制。
[0038] 所述球墨铸铁管生产过程自动控制系统，还包括喷号机8,用于在球管上喷涂管 号。
[0039] 所述退火炉区001包括退火炉控制器1、退火炉阅读器01 ;喷锌区002包括喷锌控 制器2、喷锌阅读器02 ;水压区003包括水压控制器3、水压阅读器03 ;水泥涂衬区004包括 水泥涂衬控制器4、水泥涂衬阅读器04 ;养生窑区005包括养生窑控制器5、养生窑阅读器 05 ;喷沥青区006包括喷沥青控制器6、喷沥青阅读器06 ;固化炉区007包括固化炉控制器 7、固化炉阅读器07。
[0040] 所述服务器009包括主网络服务器9、备用网络服务器09。
[0041] 各区所述控制器都采用PLC实现，阅读器采用RFID阅读器实现。
[0042] 本发明硬件部分由服务器和客户机（终端机，即上述七个区的控制器）组成，服务 器通过磁盘阵列技术保证数据的完整性