专利名称：水箱水位控制方法
技术领域：
本发明涉及一种水箱水位的控制方法，尤其是热轧带钢的卷取温度控制系统中供水系统的高位水箱的水位控制方法。
背景技术：
卷取温度控制系统是国内外热轧带钢厂最关键的自动控制系统之一，目前，现代热轧带钢厂普遍采用高位水箱作为卷取温度控制系统的供水系统。采用高位水箱供水的目的是衡定流量和压力，保证流量和压力衡定的手段是维持高位水箱内的水位的基本衡定。高位水箱上一般设置有多个供水管和多个出水管，为了达到快速补水的目的，且由于很难实现补水和出水的绝对平衡，一般是使补水能力略大于出水能力，瞬间多出的水越过隔栅溢流出去。维持水位衡定的常规办法是在水箱内安装一个水位计，给定一个基准水位，由微机控制装置根据水位计的实际测量结果控制补水阀门的关闭，即水位每低于一定的刻度打开一个补水阀，每高于一定的刻度关闭一个补水阀，这种传统的水位控制法是根据实际水位，确定补水活动，直接控制水位。常规的水位控制方法，一般是以1.45m为基准，每下降/上升0.05m打开/关闭一个补水阀，由于在补水过程中，水面不平静，水位不稳定，只有0.1秒采集一个水位，以1秒内的10个水位的平均值作为当前的实际水位，这样的结果是计算时间长，补水阀的打开/关闭都严重滞后，造成水位波动大。总之，上述传统的水位控制法其不足之处在于控制算法复杂、动作频繁、响应滞后、控制效果差且水位波动大，对水位计的质量和状态依赖性太强。
发明内容
为了克服现有水箱水位控制方法控制效果差、补水不及时从而造成水位波动大的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种响应速度快、补水及时的水箱水位控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该水箱水位控制方法是根据检测到的出水管的出水流量来控制补水管的补水流量，使补水流量≥出水流量。通过这种直接控制流量、间接控制水位的方式，从而达到及时补水的效果，且响应速度快，因而水箱水位波动不大。
本发明的有益效果是，该控制方法对机械设备、控制装置等的配置要求与常规方法完全相同，但水位计只取显示水位的作用，补水动作不依赖其检测的结果，因而，对水位计的精度、灵敏度、稳定性等特征值的要求反而较传统方法低。于是，使用同品质的水位计时，新型控制法比传统控制法更稳定。同样一套设备，原来采用传统控制法，水位控制在0.30～1.52m之间，采用新型控制法后，水位控制在1.20～1.51m之间，从而采用简单的设备、简易的方法，实现了高位水箱水位的精确控制，且响应速度快、控制效果好。
图1是本发明的水箱结构示意图。
图2是本发明的控制装置方框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的水箱水位控制方法是根据流量平衡原则，由出水流量直接决定补水流量，并控制补水阀7的开/闭时序紧跟出水阀6的开/闭时序。通过直接控制流量来间接控制水箱3的水位。该水箱水位控制法根据检测到的出水管1的出水流量的同时，来控制补水管2的补水流量，并使补水流量≥出水流量，从而做到及时补水、快速响应，因而保证水位波动不大的精确控制。
上述控制方法可以采用多种形式来实现，例如通过直接检测到的出水管1的实际出水流量来控制补水管2的补水流量，动态的跟踪出水量并控制其进水量来及时补水。
上述控制方法也可以采用更加简便实用的方式，即首先通过精确标定各补水管的补水能力与各出水管的出水能力之间的配匹数量关系，也就是说测定多少根出水管1的出水能力与一根补水管2的补水能力相当，然后根据打开的出水管1的出水阀6的数量来控制同时打开的补水管2的进水阀7的数量，出水阀6的开/闭与进水阀7的开/闭同步，从而达到快速响应、及时补水的目的。
实施例如图1、图2所示，本发明的水箱水位控制方法，其高位水箱的结构形状、控制装置8的配置等与传统的相同。水位计5只取显示水位的作用，补水动作不依赖其检测的结果，因而，对水位计5的精度、灵敏度、稳定性等特征值的要求反而较传统方法低。水箱3由隔栅4隔成两部分，左边为蓄水箱，配有10根大的口径相同的带进水阀7的补水管2和90根小的口径相同的带出水阀6的出水管1，进水阀7和出水阀6均为电磁控制阀。水箱3总高度为1.8m，隔栅4高度为1.5m，由于很难实现补水和出水的绝对平衡，因此，一般使补水能力略大于出水能力，瞬间多于的水，越过隔栅4溢出。为了留有一定的余量，所以使每根大的补水管2的流量必须大于9根小出水管1的流量。该控制法首先就是要标定每根补水管2的流量与多少根出水管1的流量相当，方法是在没有生产时，同时打开1个补水管2上的补水阀7和9个出水管1上的出水阀6，此时由于补水能力大于出水能力，水位计5检测的水位自然会慢慢升高，在水位的升高过程中，一个一个地追加打开出水阀1，水位上升速度自然越来越慢，直至水位开始下降时，表明出水流量大于补水流量，此时一个一个地关闭出水阀6，直至水位基本稳定。总之，在水位上升时追加打开出水阀6，水位下降时关掉个别出水阀6，如此反复，直至水位基本稳定，此时的出水阀6的开启数量即为平衡数N。在生产过程中，当打开X个出水管1的出水阀6时，需要打开的进水阀7的数量为Y，则X、Y、N之间应满足下列关系X＝0Y＝00＜X≤N Y＝1N＜X≤2NY＝22N＜X≤3N Y＝33N＜X≤4N Y＝44N＜X≤5N Y＝5控制装置按上述关系根据当前打开的出水管1上的出水阀6的数量即时确定需要打开的补水管上进水阀2的数量。由于补水非常及时，水位很快就能恢复到1.5m左右，其后通过部分溢出，维持水位的稳定而不下降，但瞬间溢出的流量最大为N-1个出水管1的流量。因此，该控制法不仅设备简单、方法易行，而且控制效果好。
权利要求
1.水箱水位控制方法，其特征是根据检测到的出水管(1)的出水流量同时，来控制补水管(2)的补水流量，使补水流量≥出水流量。
2.如权利要求1所述的水箱水位控制方法，其特征是首先通过精确标定各补水管的补水能力与各出水管的出水能力之间的配匹数量关系，根据打开的出水管(1)的出水阀的数量来控制同时打开的补水管(2)的进水阀数量，出水阀的开/闭与进水阀的开/闭同步。
3.如权利要求2所述的水箱水位控制方法，其特征是采用口径相同的出水管(1)和口径相同的补水管(2)，补水管(2)的口径大于出水管(1)的口径，设一根补水管的流量与N根出水管的流量相当，当打开X个出水管(1)的出水阀(6)时，需要打开的补水管(2)的进水阀(7)的数量为Y，则X、Y、N之间应满足下列关系X＝0Y＝00＜X≤N Y＝1N＜X≤2NY＝22N＜X≤3N Y＝33N＜X≤4N Y＝44N＜X≤5N Y＝5......。
全文摘要
本发明公开了一种用于热轧带钢的卷取温度控制系统中供水系统的、响应速度快、补水及时的高位水箱的水位控制方法。该方法是根据检测到的出水管的出水流量来控制补水管的补水流量，使补水流量≥出水流量。该控制方法对机械设备、控制装置等的配置要求与常规方法完全相同，水位计只取显示水位的作用。同样一套设备，原来采用传统控制法，水位控制在0.30～1.52m之间，通过这种直接控制流量、间接控制水位的方式，水位控制在1.20～1.51m之间，从而达到及时补水的效果，且响应速度快，控制效果好，水箱水位波动不大。采用简单的设备、简易的方法，实现了高位水箱水位的精确控制，可广泛的应用于需要恒定水箱水位的场合。
文档编号G05D9/00GK1595322SQ20041004023
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者张中平, 佘广夫, 焦景民 申请人:攀枝花新钢钒股份有限公司热轧板厂