本發(fā)明屬于高壓容器制備領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)，能夠通過模塊化的智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對鋼瓶熱處理、調(diào)節(jié)車間溫度、優(yōu)化功率的自動控制。

背景技術(shù)：

高壓無縫鋼瓶被廣泛應(yīng)用于儲存與運輸各種壓縮氣體，鋼瓶制備過程中一個重要的工序是熱處理，其中熱處理需要用到加熱爐，熱處理后需要冷卻，現(xiàn)有技術(shù)對鋼瓶的冷卻包括水冷、風(fēng)冷、空冷等方法。一般來講，鋼瓶熱處理包括對鋼瓶加熱至較高溫度以及使鋼瓶冷卻至較低溫度；由于鋼瓶熱處理后溫度很高，鋼瓶附近的作業(yè)溫度很高，如果采用人工操作傳動鋼瓶的方法，會對工人的身體產(chǎn)生高溫危害。因此，一種能夠在鋼瓶熱處理、冷卻工序中自動控制的裝置運轉(zhuǎn)，無需人工值守的用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)成為一種需要。鋼瓶熱處理后的冷卻的熱量較大，一般都散發(fā)到空氣當(dāng)中，既造成了能源浪費，又造成鋼瓶熱處理車間的作業(yè)溫度很高，特別是在夏天會給工人帶來不適。中國專利ZL201610206157.9公布了一種高壓無縫鋼瓶的制備方法，該方法將熱處理和冷卻分成了兩個步驟，其中熱處理步驟中公布了一種鋼瓶冷風(fēng)系統(tǒng)，采用上冷風(fēng)機吸熱風(fēng)、下冷風(fēng)機吹冷風(fēng)的方式對鋼瓶進行冷卻10min，同時降低了車間作業(yè)溫度；這個冷風(fēng)系統(tǒng)和熱處理爐作為一個整體可以認為是一個熱處理裝置，所以說熱處理裝置是可以理解為包括熱處理和冷卻兩個功能的。然而，冬夏的室外空氣溫度差別很大，因此造成鋼瓶冷卻10min后實際的溫度各不相同，給加工造成不必要的誤差；如果要將鋼瓶冷卻至同一溫度，需要人為的在不同室溫、天氣條件下頻繁調(diào)節(jié)冷卻時間、上冷風(fēng)機風(fēng)量、下冷風(fēng)機風(fēng)量，造成了很大的人力成本。中國專利ZL200810088379.0公布了一種用于繅絲生產(chǎn)過程中的溫度自動控制裝置及方法，主要包括溫度檢測部分、溫度顯示控制部分和自動調(diào)節(jié)閥；其采用蒸汽作為熱源，目的僅僅是保持繅絲車間的較高的恒溫，而非使車間保持適宜工作的較低的室溫；其并沒有有效降低車間溫度的裝置和手段。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)，包括包括熱處理爐、進風(fēng)筒、下冷風(fēng)機、冷風(fēng)管、冷卻架、吸氣導(dǎo)流罩、上冷風(fēng)機、熱風(fēng)筒、傳動裝置、傳動控制模塊、車間溫度控制模塊、風(fēng)機功率優(yōu)化模塊、計時模塊、鋼瓶溫度監(jiān)測模塊、車間溫度監(jiān)測模塊、上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置和下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置；所述傳動控制模塊分別與鋼瓶溫度監(jiān)測模塊、傳動裝置連接；所述車間溫度控制模塊分別與車間溫度監(jiān)測模塊、上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置連接，上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置與上冷風(fēng)機連接；所述風(fēng)機功率優(yōu)化模塊分別與計時模塊、下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置連接，下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置與下冷風(fēng)機連接；所述計時模塊與傳動控制模塊連接。所述計時模塊與傳動控制模塊連接；傳動控制模塊預(yù)設(shè)有分界點溫度a₁，當(dāng)a₀≤a₁時，可以向傳動裝置發(fā)出傳動指令；車間溫度控制模塊預(yù)設(shè)有溫度分界點b₁和b₂，可以向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令、減小風(fēng)量的指令、維持額定風(fēng)量的指令和恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；風(fēng)機功率優(yōu)化模塊內(nèi)預(yù)設(shè)時間長度分界點t₁和t₂，可以向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令、減小風(fēng)量的指令、維持額定風(fēng)量的指令和恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；計時模塊可以計時，以及將當(dāng)時所計的傳動間隔時間t₀發(fā)送給風(fēng)機功率優(yōu)化模塊；鋼瓶溫度監(jiān)測模塊可以實時監(jiān)測目標(biāo)鋼瓶的溫度a₀，并將其以電信號的形式發(fā)送到傳動控制模塊；車間溫度監(jiān)測模塊可以實時監(jiān)測車間的作業(yè)溫度b₀，并將其以電信號的形式發(fā)送給車間溫度控制模塊；上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置可以控制上冷風(fēng)機增大風(fēng)量、減小風(fēng)量、繼續(xù)輸出額定風(fēng)量以及恢復(fù)至額定風(fēng)量；下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置可以控制下冷風(fēng)機增大風(fēng)量、減小風(fēng)量、繼續(xù)輸出額定風(fēng)量以及恢復(fù)至額定風(fēng)量。

優(yōu)選的是，所述鋼瓶溫度監(jiān)測模塊為紅外線測溫儀。

優(yōu)選的是，所述上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置為電動調(diào)節(jié)風(fēng)門。

優(yōu)選的是，所述下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置為風(fēng)機變頻器。

一種用于鋼瓶熱處理的自動控制方法，采用所述用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)對鋼瓶進行熱處理，包括以下步驟：

(1).將鋼瓶放入熱處理爐中進行熱處理；

(2).傳動裝置將熱處理后的目標(biāo)鋼瓶傳送到冷卻架5上進行冷卻，上冷風(fēng)機、下

冷風(fēng)機同時運行，下冷風(fēng)機通過進風(fēng)筒抽取室外的冷空氣，并通過冷風(fēng)管吹

向熱的目標(biāo)鋼瓶上，冷空氣與目標(biāo)鋼瓶交換熱量成為熱空氣，使目標(biāo)鋼瓶被

冷卻，上冷風(fēng)機通過吸氣導(dǎo)流罩抽取熱空氣，并通過熱風(fēng)筒將熱空氣送進熱

處理爐中，參與熱處理爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)；對下一個鋼瓶重復(fù)步驟(1)；

(3).鋼瓶溫度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測目標(biāo)鋼瓶的溫度a₀，并將其以電信號的形式發(fā)送到傳動控制模塊；

(4).傳動控制模塊預(yù)設(shè)有分界點溫度a₁，當(dāng)a₀≤a₁時，傳動控制模塊向傳動裝置發(fā)出傳動指令；

(5).傳動裝置收到傳動指令后，將步驟(4)所述的目標(biāo)鋼瓶傳動移出冷卻架，同時對下一個鋼瓶重復(fù)步驟(2)；

(6).以下一個鋼瓶為目標(biāo)鋼瓶重復(fù)步驟(3)到步驟(5)。

在步驟(1)至步驟(6)任一步驟進行的過程中，持續(xù)對車間溫度進行自動控制，具體包括以下步驟：

(a)：車間溫度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測車間的作業(yè)溫度b₀，并將其以電信號的形式發(fā)送給車間溫度控制模塊；

(b)：車間溫度控制模塊預(yù)設(shè)有溫度分界點b₁和b₂，且b₁﹥b₂；當(dāng)b₀﹥b₁時，車間溫度控制模塊向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令；當(dāng)b₀﹤b₂時，車間溫度控制模塊向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出減小風(fēng)量的指令；當(dāng)b₂≤b₀≤b₁時，車間溫度控制模塊向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出維持或恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；

(c)：當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到增大風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機增大風(fēng)量；當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到減小風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機減小風(fēng)量；當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到維持額定風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機繼續(xù)輸出額定風(fēng)量；當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機恢復(fù)至額定風(fēng)量。

在步驟(1)至步驟(6)任一步驟進行的過程中，持續(xù)對下冷風(fēng)機的功率進行自動優(yōu)化控制，具體包括以下步驟：

(a)：當(dāng)傳動控制模塊第奇數(shù)次向傳動裝置發(fā)出傳動指令時，傳動控制模塊同步向計時模塊發(fā)出計時指令，計時模塊開始計時；當(dāng)傳動控制模塊第偶數(shù)次向計時模塊發(fā)出計時指令，計時模塊將當(dāng)時所計的傳動間隔時間t₀發(fā)送給風(fēng)機功率優(yōu)化模塊，并開始下一次計時；

步驟(b)：風(fēng)機功率優(yōu)化模塊內(nèi)預(yù)設(shè)時間長度分界點t₁和t₂，且t₁﹥t₂；當(dāng)t₀﹥t₁時，風(fēng)機功率優(yōu)化模塊向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令；當(dāng)t₀﹤t₂時，風(fēng)機功率優(yōu)化模塊向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出減小風(fēng)量的指令；當(dāng)t₂﹤t₀﹤t₁時，風(fēng)機功率優(yōu)化模塊向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出維持或恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；

步驟(c)：當(dāng)下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到增大風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機增大風(fēng)量；當(dāng)下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到減小風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機減小風(fēng)量；當(dāng)下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到維持額定風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機繼續(xù)輸出額定風(fēng)量；下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機恢復(fù)至額定風(fēng)量。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比：實現(xiàn)了自動化控制對鋼瓶進行連續(xù)化熱處理、冷卻，另外還具有以及優(yōu)化風(fēng)機功率和調(diào)節(jié)車間溫度的功能，減少了勞動力的使用，改善了車間作業(yè)環(huán)境，節(jié)約了能源，具有環(huán)境友好性的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1涉及的自動控制系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例2涉及的自動控制系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例3涉及的自動控制系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明涉及的自動控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。

實施例1：

如圖1、圖4所示，一種用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)，包括熱處理爐1、進風(fēng)筒2、下冷風(fēng)機3、冷風(fēng)管4、冷卻架5、吸氣導(dǎo)流罩6、上冷風(fēng)機7、熱風(fēng)筒8、傳動裝置9、傳動控制模塊和鋼瓶溫度監(jiān)測模塊；所述傳動控制模塊分別與鋼瓶溫度監(jiān)測模塊和傳動裝置9連接，傳動控制模塊預(yù)設(shè)有分界點溫度a₁，當(dāng)a₀≤a₁時，可以向傳動裝置9發(fā)出傳動指令；所述鋼瓶溫度監(jiān)測模塊可以實時監(jiān)測目標(biāo)鋼瓶的溫度a₀，并且可以將其以電信號的形式發(fā)送到傳動控制模塊。所述鋼瓶溫度監(jiān)測模塊為紅外線測溫儀。

本實施例涉及的用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)的運行過程包括以下步驟：

(1).傳動控制模塊控制傳動裝置9將鋼瓶放入熱處理爐1中進行熱處理；

(2).傳動裝置9將熱處理后的目標(biāo)鋼瓶傳送到冷卻架5上進行冷卻，上冷風(fēng)機7、下冷風(fēng)機3同時運行，下冷風(fēng)機3通過進風(fēng)筒2抽取室外的空氣，由于室外空氣溫度遠遠低于熱處理后鋼瓶的數(shù)百攝氏度的溫度，所以無論任何季節(jié)、任何天氣，室外的空氣相對于熱處理后的鋼瓶都是冷空氣，冷空氣通過冷風(fēng)管4吹向熱的目標(biāo)鋼瓶上，冷空氣與目標(biāo)鋼瓶交換熱量成為熱空氣，與此同時冷卻架5上的目標(biāo)鋼瓶交換熱量后被冷卻，上冷風(fēng)機7通過吸氣導(dǎo)流罩6抽取熱空氣，并通過熱風(fēng)筒8將熱空氣送進熱處理爐1中，參與熱處理爐1內(nèi)的燃燒反應(yīng)；在此過程中，傳動控制模塊控制傳動裝置9對下一個鋼瓶重復(fù)步驟(1)；

(3).鋼瓶溫度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測目標(biāo)鋼瓶的溫度a₀，并將其以電信號的形式發(fā)送到傳動控制模塊；

(4).傳動控制模塊預(yù)設(shè)有分界點溫度a₁，當(dāng)其感應(yīng)到a₀≤a₁時，傳動控制模塊向傳動裝置9發(fā)出傳動指令；

(5).傳動裝置9收到傳動指令后，將目標(biāo)鋼瓶傳動移出冷卻架5，此過程中，傳動控制模塊控制傳動裝置9同步對下一個鋼瓶重復(fù)步驟(2)；

(6).以下一個鋼瓶為目標(biāo)鋼瓶重復(fù)步驟(3)到步驟(5)；

實施例2：

如圖2所示，本實施例涉及的一種用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)，其主要組成結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于：還包括車間溫度控制模塊、車間溫度監(jiān)測模塊和上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置；所述車間溫度控制模塊分別與車間溫度監(jiān)測模塊和上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置連接，車間溫度控制模塊預(yù)設(shè)有溫度分界點b₁和b₂，可以向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令、減小風(fēng)量的指令、維持額定風(fēng)量的指令或恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；所述車間溫度監(jiān)測模塊可以實時監(jiān)測車間的作業(yè)溫度b₀，并將其以電信號的形式發(fā)送給車間溫度控制模塊；所述上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置可以控制上冷風(fēng)機7增大風(fēng)量、減小風(fēng)量、繼續(xù)輸出額定風(fēng)量或恢復(fù)至額定風(fēng)量。所述上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置為電動調(diào)節(jié)風(fēng)門。

本實施例涉及的用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)的運行過程其主要步驟和原理與實施例1相同，不同之處在于，在步驟(1)至步驟(6)任一步驟進行的過程中，持續(xù)對車間溫度進行自動控制，具體包括以下步驟：

(a).車間溫度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測車間的作業(yè)溫度b₀，并將其以電信號的形式發(fā)送給車間溫度控制模塊；

(b).車間溫度控制模塊預(yù)設(shè)有溫度分界點b₁和b₂，且b₁﹥b₂；當(dāng)b₀﹥b₁時，向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令；當(dāng)b₀﹤b₂時，向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出減小風(fēng)量的指令；當(dāng)b₂≤b₀≤b₁時，向上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出維持或恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；

(c).當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到增大風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機7增大風(fēng)量；當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到減小風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機7減小風(fēng)量；當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到維持額定風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機7繼續(xù)輸出額定風(fēng)量；當(dāng)上冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令后，控制上冷風(fēng)機7恢復(fù)至額定風(fēng)量。

實施例3：

如圖3所示，本實施例涉及的一種用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)，其主要組成結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于：還包括風(fēng)機功率優(yōu)化模塊、計時模塊、下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置；所述風(fēng)機功率優(yōu)化模塊分別與計時模塊和下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置連接，風(fēng)機功率優(yōu)化模塊預(yù)設(shè)有時間長度分界點t₁和t₂，可以向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令、減小風(fēng)量的指令、維持額定風(fēng)量的指令或恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；所述計時模塊與傳動控制模塊連接，計時模塊可以計時，并將所計的傳動間隔時間t₀發(fā)送給風(fēng)機功率優(yōu)化模塊；所述傳動控制模塊可以當(dāng)發(fā)出傳動指令時，同步向計時模塊發(fā)出計時指令。所述下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置為風(fēng)機變頻器。

本實施例涉及的用于鋼瓶熱處理的自動控制系統(tǒng)的運行過程其主要步驟和原理與實施例1相同，不同之處在于，在步驟(1)至步驟(6)任一步驟進行的過程中，持續(xù)對下冷風(fēng)機3的功率進行自動優(yōu)化控制，具體包括以下步驟：

(a).當(dāng)傳動控制模塊第奇數(shù)次向傳動裝置9發(fā)出傳動指令時，傳動控制模塊同步向計時模塊發(fā)出計時指令，計時模塊開始計時；當(dāng)傳動控制模塊第偶數(shù)次向計時模塊發(fā)出計時指令，計時模塊將當(dāng)時所計的傳動間隔時間t0發(fā)送給風(fēng)機功率優(yōu)化模塊，并開始下一次計時；

(b).風(fēng)機功率優(yōu)化模塊內(nèi)預(yù)設(shè)時間長度分界點t₁和t₂，且t₁﹥t₂；當(dāng)t₀﹥t₁時，向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出增大風(fēng)量的指令；當(dāng)t₀﹤t₂時，向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出減小風(fēng)量的指令；當(dāng)t₂﹤t₀﹤t₁時，向下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置發(fā)出維持或恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令；

(c).當(dāng)下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到增大風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機3增大風(fēng)量；當(dāng)下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到減小風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機3減小風(fēng)量；當(dāng)下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到維持額定風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機3繼續(xù)輸出額定風(fēng)量；下冷風(fēng)機風(fēng)量控制裝置收到恢復(fù)至額定風(fēng)量的指令后，控制下冷風(fēng)機3恢復(fù)至額定風(fēng)量。