1.本发明涉及卷板生产技术领域，具体的，涉及一种加热炉自动控制系统。
背景技术：2.热轧卷板是以板坯为主要原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢，从后一架精轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。
3.现代化卷板生产线为了使设备机能最大化，一般配置两台加热炉，但是双炉因空间位置布置不同，钢坯自出炉到粗轧轧制机需要时间不同，手动控制出钢时既要区分炉号，又要均衡两座加热炉的出钢节奏，操作压力大，无法满足两台加热炉同时工作的效果。
技术实现要素：4.本发明提出一种加热炉自动控制系统，解决了现有技术中手动控制出钢操作压力大、无法满足两台加热炉同时出钢的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种加热炉自动控制系统，包括第一加热炉、第二加热炉，所述第一加热炉和第二加热炉与粗轧机之间均设有出钢辊道，还包括主控单元、位置检测单元、速度控制单元、逆变器和辊道电机，所述位置检测单元包括沿所述出钢辊道设置的多个热金属检测仪，多个所述热金属检测仪与所述主控单元电连接，所述速度控制单元的输入端连接所述主控单元，所述速度控制单元的输出端用于驱动所述逆变器，所述逆变器的输入端连接直流电，所述逆变器的输出端连接所述辊道电机。
7.作为进一步的技术方案，所述速度控制单元包括光耦u1、mos管q1、mos管q2、二极管d1、二极管d2、电容c3和二极管d4，所述光耦u1的第一输入端通过电阻r1连接3.3v电源，所述光耦u1的第一输入端接收所述主控单元输出的pwm信号，所述光耦u1的第二输入端接地，所述光耦u1的第一输出端通过电阻r2连接所述二极管d1的阴极，所述二极管d1的阳极连接12v电源，所述光耦u1的第一输出端连接所述mos管q1的栅极，所述光耦u1的第二输出端接地，所述mos管q1的源极通过电阻r4连接所述二极管d2的阴极，所述二极管d2的阳极连接所述二极管d1的阴极，所述mos管q1的漏极接地，所述mos管q2的栅极连接所述mos管q1的漏极，所述mos管q2的源极通过电阻r5连接所述二极管d1的阴极，所述电容c3的第一端连接所述二极管d2的阴极，所述电容c3的第二端连接所述mos管q2的源极，所述电容c3的第二端连接所述二极管d4的阳极，所述二极管d4的阴极连接所述mos管q1的源极，所述二极管d4的阳极连接所述mos管q2的漏极，所述mos管q1的漏极作为所述速度控制单元的输出端。
8.作为进一步的技术方案，所述速度控制单元还包括电容c4，所述电容c4的正极连接所述二极管d1的阴极，所述电容c4的负极接地。
9.作为进一步的技术方案，所述速度控制单元还包括稳压二极管d5，所述稳压二极
管d5的阳极连接所述光耦u1的第一输出端，所述稳压二极管d5的阴极接地。
10.作为进一步的技术方案，还包括过流检测电路和保护电路，所述过流检测电路包括检流电阻、二极管d6、二极管d7、二极管d8、比较器u2和光耦u3，所述检流电阻串联在所述辊道电机的工作电路中，所述二极管d6的阳极连接12v电源，所述二极管d6的阴极连接电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端通过电阻r7连接所述二极管d7的阳极，所述二极管d7的阴极连接所述检流电阻的第二端，所述电阻r6的第二端通过电阻r8连接所述二极管d8的阳极，所述二极管d8的阴极连接所述检流电阻的第一端，所述二极管d7的阳极连接所述比较器u2的反相输入端，所述二极管d8的阳极连接所述比较器u2的同相输入端，所述比较器u2的输出端连接所述光耦u3的第一输入端，所述光耦u3的第二输入端接地，所述光耦u3的第一输出端通过电阻r9连接5v电源，所述光耦u3的第二输出端接地，所述光耦u3的第一输出端连接所述保护电路的输出端，所述保护电路的输出端连接所述主控单元。
11.作为进一步的技术方案，所述保护电路包括与非门u4、与非门u5、与非门u6和mos管q3，所述与非门u4的第一输入端连接5v电源，所述与非门u4的第二输入端连接所述光耦u3的第一输出端，所述与非门u4的输出端连接所述与非门u5的第一输入端，所述与非门u5的第二输入端连接所述与非门u6的输出端，所述与非门u6的第一输入端连接所述与非门u5的输出端，所述与非门u6的第二输入端通过电阻r12连接5v电源，所述与非门u6的第二输入端还通过电容c5接地，所述与非门u5的输出端连接所述mos管q3的栅极，所述mos管q3的源极通过电阻r11连接3.3v电源，所述mos管q3的漏极接地，所述mos管q3的源极连接所述主控单元。
12.作为进一步的技术方案，所述保护电路还包括开关按键key，所述开关按键key并联在所述电容c5的两端。
13.本发明的工作原理及有益效果为：
14.本发明通过设置多个热金属检测仪来检测来自两座加热炉出钢的位置，通过位置来控制两个出钢辊道的运动速度，保证两座加热炉能够同时出钢，来料节奏均衡，稳定轧制温度与坯料成型，保证双加热炉产品质量一致。
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
16.图1为本发明中速度控制单元的电路图；
17.图2为本发明中过流检测电路的电路图；
18.图3为本发明中保护电路的电路图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
20.实施例1
21.本实施例提出了一种加热炉自动控制系统，包括第一加热炉、第二加热炉，第一加
热炉和第二加热炉与粗轧机之间均设有出钢辊道，还包括主控单元、位置检测单元、速度控制单元、逆变器和辊道电机，位置检测单元包括沿出钢辊道设置的多个热金属检测仪，多个热金属检测仪与主控单元电连接，速度控制单元的输入端连接主控单元，速度控制单元的输出端用于驱动逆变器，逆变器的输入端连接直流电，逆变器的输出端连接辊道电机。
22.本实施例中，通过设置多个热金属检测仪来检测来自两座加热炉出钢的位置，通过位置来控制两个出钢辊道的运动速度，保证两座加热炉能够同时出钢，来料节奏均衡，稳定轧制温度与坯料成型，保证双加热炉产品质量一致。
23.作为进一步的技术方案，
24.如图1所示，速度控制单元包括光耦u1、mos管q1、mos管q2、二极管d1、二极管d2、电容c3和二极管d4，光耦u1的第一输入端通过电阻r1连接3.3v电源，光耦u1的第一输入端接收主控单元输出的pwm信号，光耦u1的第二输入端接地，光耦u1的第一输出端通过电阻r2连接二极管d1的阴极，二极管d1的阳极连接12v电源，光耦u1的第一输出端连接mos管q1的栅极，光耦u1的第二输出端接地，mos管q1的源极通过电阻r4连接二极管d2的阴极，二极管d2的阳极连接二极管d1的阴极，mos管q1的漏极接地，mos管q2的栅极连接mos管q1的漏极，mos管q2的源极通过电阻r5连接二极管d1的阴极，电容c3的第一端连接二极管d2的阴极，电容c3的第二端连接mos管q2的源极，电容c3的第二端连接二极管d4的阳极，二极管d4的阴极连接mos管q1的源极，二极管d4的阳极连接mos管q2的漏极，mos管q1的漏极作为速度控制单元的输出端。
25.本实施例为了实现卷板生产的机能最大化，采用两座加热炉同时工作，那么两个出钢辊道的运行速率是保证两座加热炉正常出钢的前提。出钢辊道一般采用三相交流电机驱动，需要用到逆变器，调节逆变器中mosfet驱动信号的占空比，就能起到调节出钢辊道电机的工作速度。
26.进一步，速度控制单元还包括电容c4，电容c4的正极连接二极管d1的阴极，电容c4的负极接地。
27.进一步，速度控制单元还包括稳压二极管d5，稳压二极管d5的阳极连接光耦u1的第一输出端，稳压二极管d5的阴极接地。
28.本实施例中的速度控制单元的工作原理是：主控单元产生的pwm驱动信号，经过光耦u1放大隔离后输出，提供驱动mosfet开通和关断的信号，使电路能够正常工作。本实电路采用自举的方案，既能适用逆变器的上管，也可以应用于下管。其中电容c1延时了pwm的输入，相当于开关切换时加入了硬件死区。12v电源电压经过二极管d1、电阻r2和稳压二极管d5给光耦u1供电，稳压二极管d5的作用使得光耦u1工作电压稳定在5v，通过二极管d3和电阻r3将光耦u1输出的高电平电压钳位在5.8v左右。
29.当pwm驱动信号为低电平时，光耦u1隔离输出为高电平，mos管q1开通，电容c3通过回路d1-d2-c3-d4-q1充电，直至电容c3两端的电压接近12v，此时输出端g1电压为零，逆变器mosfet关断。当pwm驱动信号为高电平时，光耦u1隔离输出为低电平，所以mos管q1关断，此时由于电容c3电压12v加在mos管q2栅源极，所以mos管q2导通，而12v电压通过d1-r5-q2使得输出端g1电压为高电平，逆变器mosfet导通。在驱动下管和驱动上管的工作原理相似，主要区别在于，当下管或上管开通时，12v电源电压经d1-d2给电容c3充电直至接近电源电压。而当下管或上管关断时，上管或下管的驱动电源采用电容c3供电，起到了自举作用。
30.作为进一步的技术方案，
31.本实施例还包括过流检测电路和保护电路，如图2所示，过流检测电路包括检流电阻、二极管d6、二极管d7、二极管d8、比较器u2和光耦u3，检流电阻串联在辊道电机的工作电路中，二极管d6的阳极连接12v电源，二极管d6的阴极连接电阻r6的第一端，电阻r6的第二端通过电阻r7连接二极管d7的阳极，二极管d7的阴极连接检流电阻的第二端，电阻r6的第二端通过电阻r8连接二极管d8的阳极，二极管d8的阴极连接检流电阻的第一端，二极管d7的阳极连接比较器u2的反相输入端，二极管d8的阳极连接比较器u2的同相输入端，比较器u2的输出端连接光耦u3的第一输入端，光耦u3的第二输入端接地，光耦u3的第一输出端通过电阻r9连接5v电源，光耦u3的第二输出端接地，光耦u3的第一输出端连接保护电路的输出端，保护电路的输出端连接主控单元。
32.对于电机驱动而言，过流故障是影响电机工作的严重问题，本实施例中通过检测电机工作电流，当超出预设电压时，封锁主控单元停止输出pwm驱动信号的输出。通过串入电机主电路的铜丝作为检测电阻，检测电阻的第一端为s1、第二端为s2，当出现过流故障时，检流电流两端的电压高于0.7v时，s2端电压高于s1端电压，比较器u2输出低电平信号，经过光耦u3隔离输出5v的高电平信号输出给后级的保护电路。
33.作为进一步的技术方案，
34.如图3所示，保护电路包括与非门u4、与非门u5、与非门u6、开关按键key和mos管q3，与非门u4的第一输入端连接5v电源，与非门u4的第二输入端连接光耦u3的第一输出端，与非门u4的输出端连接与非门u5的第一输入端，与非门u5的第二输入端连接与非门u6的输出端，与非门u6的第一输入端连接与非门u5的输出端，与非门u6的第二输入端通过电阻r12连接5v电源，与非门u6的第二输入端还通过电容c5接地，与非门u5的输出端连接mos管q3的栅极，mos管q3的源极通过电阻r11连接3.3v电源，mos管q3的漏极接地，mos管q3的源极连接主控单元，开关按键key并联在电容c5的两端。
35.前级过流检测电路输出高电平信号后，经过与非门u4输出低电平，之后经过由与非门u5和与非门u6构成的sr锁存器。与非门u5的输出端输出高电平信号，mos管q3导通，驱动信号被强制下拉为低电平，输出给主控单元，封锁了pwm驱动信号的输出。当检流电阻两端的电压小于0.7v时，比较器u2输出为高电平，经光耦u3输出给与非门u4低电平，与非门u4输出为高电平，不影响sr锁存器的状态，电路工作正常。其中开关按键key作为复位按键，当保护电路执行过一次过流故障保护时，通过按下开关按键key，使与非门u5和与非门u6组成的锁存器复位等待执行下一次保护。
36.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种加热炉自动控制系统，包括第一加热炉、第二加热炉，所述第一加热炉和第二加热炉与粗轧机之间均设有出钢辊道，其特征在于，还包括主控单元、位置检测单元、速度控制单元、逆变器和辊道电机，所述位置检测单元包括沿所述出钢辊道设置的多个热金属检测仪，多个所述热金属检测仪与所述主控单元电连接，所述速度控制单元的输入端连接所述主控单元，所述速度控制单元的输出端用于驱动所述逆变器，所述逆变器的输入端连接直流电，所述逆变器的输出端连接所述辊道电机。2.根据权利要求1所述的一种加热炉自动控制系统，其特征在于，所述速度控制单元包括光耦u1、mos管q1、mos管q2、二极管d1、二极管d2、电容c3和二极管d4，所述光耦u1的第一输入端通过电阻r1连接3.3v电源，所述光耦u1的第一输入端接收所述主控单元输出的pwm信号，所述光耦u1的第二输入端接地，所述光耦u1的第一输出端通过电阻r2连接所述二极管d1的阴极，所述二极管d1的阳极连接12v电源，所述光耦u1的第一输出端连接所述mos管q1的栅极，所述光耦u1的第二输出端接地，所述mos管q1的源极通过电阻r4连接所述二极管d2的阴极，所述二极管d2的阳极连接所述二极管d1的阴极，所述mos管q1的漏极接地，所述mos管q2的栅极连接所述mos管q1的漏极，所述mos管q2的源极通过电阻r5连接所述二极管d1的阴极，所述电容c3的第一端连接所述二极管d2的阴极，所述电容c3的第二端连接所述mos管q2的源极，所述电容c3的第二端连接所述二极管d4的阳极，所述二极管d4的阴极连接所述mos管q1的源极，所述二极管d4的阳极连接所述mos管q2的漏极，所述mos管q1的漏极作为所述速度控制单元的输出端。3.根据权利要求2所述的一种加热炉自动控制系统，其特征在于，所述速度控制单元还包括电容c4，所述电容c4的正极连接所述二极管d1的阴极，所述电容c4的负极接地。4.根据权利要求2所述的一种加热炉自动控制系统，其特征在于，所述速度控制单元还包括稳压二极管d5，所述稳压二极管d5的阳极连接所述光耦u1的第一输出端，所述稳压二极管d5的阴极接地。5.根据权利要求1所述的一种加热炉自动控制系统，其特征在于，还包括过流检测电路和保护电路，所述过流检测电路包括检流电阻、二极管d6、二极管d7、二极管d8、比较器u2和光耦u3，所述检流电阻串联在所述辊道电机的工作电路中，所述二极管d6的阳极连接12v电源，所述二极管d6的阴极连接电阻r6的第一端，所述电阻r6的第二端通过电阻r7连接所述二极管d7的阳极，所述二极管d7的阴极连接所述检流电阻的第二端，所述电阻r6的第二端通过电阻r8连接所述二极管d8的阳极，所述二极管d8的阴极连接所述检流电阻的第一端，所述二极管d7的阳极连接所述比较器u2的反相输入端，所述二极管d8的阳极连接所述比较器u2的同相输入端，所述比较器u2的输出端连接所述光耦u3的第一输入端，所述光耦u3的第二输入端接地，所述光耦u3的第一输出端通过电阻r9连接5v电源，所述光耦u3的第二输出端接地，所述光耦u3的第一输出端连接所述保护电路的输出端，所述保护电路的输出端连接所述主控单元。6.根据权利要求5所述的一种加热炉自动控制系统，其特征在于，所述保护电路包括与非门u4、与非门u5、与非门u6和mos管q3，所述与非门u4的第一输入端连接5v电源，所述与非门u4的第二输入端连接所述光耦u3的第一输出端，所述与非门u4的输出端连接所述与非门u5的第一输入端，所述与非门u5的第二输入端连接所述与非门u6的输出端，所述与非门u6的第一输入端连接所述与非门u5的输出端，所述与非门u6的第二输入端通过电阻r12连接
5v电源，所述与非门u6的第二输入端还通过电容c5接地，所述与非门u5的输出端连接所述mos管q3的栅极，所述mos管q3的源极通过电阻r11连接3.3v电源，所述mos管q3的漏极接地，所述mos管q3的源极连接所述主控单元。7.根据权利要求6所述的一种加热炉自动控制系统，其特征在于，所述保护电路还包括开关按键key，所述开关按键key并联在所述电容c5的两端。
技术总结本发明涉及卷板生产技术领域，提出了一种加热炉自动控制系统，包括第一加热炉、第二加热炉，第一加热炉和第二加热炉与粗轧机之间均设有出钢辊道，还包括主控单元、位置检测单元、速度控制单元、逆变器和辊道电机，位置检测单元包括沿出钢辊道设置的多个热金属检测仪，多个热金属检测仪与主控单元电连接，速度控制单元的输入端连接主控单元，速度控制单元的输出端用于驱动逆变器，逆变器的输入端连接直流电，逆变器的输出端连接辊道电机。通过上述技术方案，解决了现有技术中手动控制出钢操作压力大、无法满足两台加热炉同时出钢的问题。无法满足两台加热炉同时出钢的问题。无法满足两台加热炉同时出钢的问题。
技术研发人员：李范栋 宋海文 张正全 董坤坤 李君彦 梁晓 贺少峰 孙江钊
受保护的技术使用者：武安市裕华钢铁有限公司
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/11/1
