連續(xù)式物料長度測量方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，主要針對現(xiàn)有技術(shù)的物料測量方法設(shè)備昂貴、維護(hù)困難，且不能預(yù)判物料長度而設(shè)計(jì)。本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，包括布置檢測器，設(shè)定基準(zhǔn)零點(diǎn)，并存儲檢測器到基準(zhǔn)零點(diǎn)的距離；通過軋件位置判斷模塊判斷所述軋件是否在預(yù)定區(qū)域運(yùn)行；通過軋件長度計(jì)算模塊分別確定軋件頭部位置和軋件尾部位置，并計(jì)算出軋件實(shí)時(shí)長度；通過校驗(yàn)?zāi)K驗(yàn)證上述計(jì)算的正確性。本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，配置簡單、易于維護(hù)和使用，能夠有效判斷軋件位置，實(shí)時(shí)計(jì)算軋件長度，可靠靈活。
【專利說明】連續(xù)式物料長度測量方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動化測量控制領(lǐng)域，尤其涉及一種棒材開坯連續(xù)式物料長度測量方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大規(guī)格棒材生產(chǎn)線開坯機(jī)區(qū)域的設(shè)備動作特點(diǎn)是多道次、多孔型、往復(fù)式軋制。由于鋼坯因軋制延伸使得其長度是變化的，因此控制系統(tǒng)如何準(zhǔn)確的自動判知鋼坯位置和長度至關(guān)重要，如開坯機(jī)僅軋制步驟而言可細(xì)分為咬鋼、高速軋制和拋鋼三個(gè)階段，這其中的速度變化時(shí)機(jī)是根據(jù)預(yù)判軋件長度而做出的。目前，多數(shù)類似生產(chǎn)線是通過設(shè)置檢測儀表，將信號接入PLC控制系統(tǒng)，僅做鋼坯頭尾的有無判斷，這樣只是簡單的解決了鋼坯位置判斷的問題，而做不到預(yù)判，這種方式存在的問題是:控制系統(tǒng)反應(yīng)滯后、定位不準(zhǔn)，損失了一定的軋制時(shí)間，且容錯(cuò)性差，由于檢測器位置固定，對于超短坯料自動程序無法判知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種配置簡單、易于維護(hù)和使用，動態(tài)響應(yīng)好，且容錯(cuò)性強(qiáng)的連續(xù)式物料長度測量方法及裝置。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法，包括如下步驟:
[0005]將檢測器布置在輥道側(cè)就位，設(shè)定開坯機(jī)入口處為基準(zhǔn)零點(diǎn)，分別測量各個(gè)檢測器距基準(zhǔn)零點(diǎn)的距離，并將所得的所述距離進(jìn)行存儲。
[0006]基于所述檢測器輸出的軋件處于開坯機(jī)前或開坯機(jī)后的反饋信號以及軋制道次信號，判斷所述軋件是否在預(yù)定區(qū)域運(yùn)行。
[0007]若所述軋件沒有在預(yù)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則輸出報(bào)警信號給主控機(jī)，提示人工確認(rèn)、處理；
[0008]若所述軋件在預(yù)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則實(shí)時(shí)確定軋件頭部位置和軋件尾部位置，并計(jì)算實(shí)時(shí)軋件長度。
[0009]將實(shí)時(shí)計(jì)算出的所述的軋件頭部位置、軋件尾部位置以及軋件長度，通過檢測器發(fā)出的反饋信號，進(jìn)行自行校正，并將軋件長度與有效記憶長度進(jìn)行比較，驗(yàn)證所述軋件長度是否正確；
[0010]若所述軋件長度是正確的，則將所述軋件長度以信號形式輸出到主控機(jī)；
[0011]若所述軋件長度是不正確的，則使用理論數(shù)據(jù)，以維護(hù)生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)
警信號，并作記錄。
[0012]若當(dāng)前軋件工藝步驟未結(jié)束，則根據(jù)道次情況，重復(fù)執(zhí)行上述步驟；
[0013]若當(dāng)前軋件工藝步驟結(jié)束，則記錄、歸檔相關(guān)過程數(shù)據(jù)后，等待新軋件到來。
[0014]進(jìn)一步地，所述方法還包括對所述軋件的位置、軋件長度和校正后的軋件長度分別進(jìn)行容錯(cuò)處理，判斷數(shù)據(jù)真假并比較出正確數(shù)據(jù)的步驟。
[0015]進(jìn)一步地，所述方法還包括將所述軋件的位置和長度在觸摸屏上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的步驟。
[0016]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量裝置，包括:
[0017]若干檢測器，所述檢測器布置到輥道側(cè)就位，設(shè)定開坯機(jī)入口處為基準(zhǔn)零點(diǎn)，分別測量各個(gè)檢測器距基準(zhǔn)零點(diǎn)的距離，并將所得的所述距離進(jìn)行存儲；
[0018]軋件位置判斷模塊，基于所述檢測器輸出的軋件處于開坯機(jī)前或開坯機(jī)后的反饋信號以及軋制道次信號，判斷軋件的位置；
[0019]軋件長度計(jì)算模塊，用于實(shí)時(shí)計(jì)算出軋件位置，分別確定軋件頭部位置和軋件尾部位置，并實(shí)時(shí)計(jì)算出軋件長度；
[0020]校驗(yàn)?zāi)K，用于將計(jì)算出的軋件長度與有效記憶長度進(jìn)行比較，校正實(shí)時(shí)計(jì)算的軋件長度。
[0021]進(jìn)一步地，所述裝置還包括容錯(cuò)模塊，用于對軋件位置判斷模塊、軋件長度計(jì)算模塊和校驗(yàn)?zāi)K得出的信息分別進(jìn)行容錯(cuò)處理，判斷信息的真假并比較出正確的數(shù)據(jù)。
[0022]進(jìn)一步地，所述裝置還包括觸摸屏，所述觸摸屏為人機(jī)界面和數(shù)據(jù)接口，實(shí)時(shí)顯示軋件的位置和軋件長度。
[0023]所述觸摸屏與主控系統(tǒng)連接，所述顯示屏通過通訊接口將軋件位置數(shù)據(jù)、軋件長度數(shù)據(jù)和軋件長度校驗(yàn)數(shù)據(jù)以信號形式實(shí)時(shí)傳輸給主控系統(tǒng)。
[0024]組成所述裝置的結(jié)構(gòu)單元、程序模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一套獨(dú)立系統(tǒng)單獨(dú)使用或嵌入到主控系統(tǒng)中使用。
[0025]本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，通過所述檢測器反饋軋件信號，通過軋件位置判斷模塊來判斷軋件位置，通過軋件長度計(jì)算模塊來計(jì)算出軋件實(shí)時(shí)長度，通過校驗(yàn)?zāi)K對軋件長度進(jìn)行校正，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠有效判斷軋件實(shí)時(shí)位置，并能夠預(yù)判軋件實(shí)時(shí)長度，有效提高了主控系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性和響應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0029]如圖1所示，軋件4沿輥道I運(yùn)動，通過開坯機(jī)3，所述開坯機(jī)3前后分別設(shè)有推床2，軋件4在運(yùn)行過程中，檢測器5將軋件4的位置信號傳給PLC設(shè)備6，PLC設(shè)備中包括軋件位置判斷模塊、軋件長度計(jì)算模塊、校驗(yàn)?zāi)K和容錯(cuò)模塊，通過PLC模塊程序確定軋件4的位置和長度，并將軋件4的位置和軋件4的長度信息在觸摸屏7上顯示，所述觸摸屏7與主控系統(tǒng)連接。
[0030]如圖2所示，本發(fā)明對物料長度進(jìn)行測量的具體過程是:
[0031]1、將檢測器布置到輥道側(cè)就位，設(shè)定開坯機(jī)入口處為基準(zhǔn)零點(diǎn)，分別測量各個(gè)檢測器距基準(zhǔn)零點(diǎn)的距離，將所得的所述距離進(jìn)行存儲，并且檢測器輸出的軋件處于開坯機(jī)前或開坯機(jī)后的反饋信號。
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例中檢測器的布置方法是:延伸輥道區(qū)域，空間寬闊、環(huán)境好，入口延伸輥道區(qū)域和出口側(cè)延伸輥道區(qū)域，各配置兩個(gè)普通型的金屬檢測器；工作輥道區(qū)域，空間狹窄、跨度大，開坯機(jī)前工作輥道區(qū)域和開坯機(jī)后工作輥道區(qū)域，各配置一個(gè)分體式對射檢測器，利于安裝；開坯機(jī)3前后由于水霧、金屬粉塵嚴(yán)重，開坯機(jī)前和開坯機(jī)后各配置一個(gè)激光對射式檢測器和一個(gè)掃描式檢測器，兩者同時(shí)使用，互為補(bǔ)充，所述激光對射式檢測器對水霧穿透能力強(qiáng)，所述掃描式檢測器可以不受金屬粉塵影響。
[0033]2、基于所述檢測器輸出的軋件處于開坯機(jī)前或開坯機(jī)后的反饋信號以及軋制道次信號，通過軋件位置判斷模塊來判斷所述軋件是否在預(yù)定區(qū)域運(yùn)行。
[0034]若所述軋件沒有在預(yù)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則輸出報(bào)警信號給主控機(jī)，提示人工確認(rèn)、處理。
[0035]3、在確認(rèn)軋件在預(yù)定軌道上運(yùn)行的前提下，以PLC掃描周期為時(shí)基，利用傳動裝置反饋的實(shí)時(shí)速度，確定軋件的頭尾位置，軋件頭尾位置的判斷要分別進(jìn)行，因?yàn)楫?dāng)軋件通過開坯機(jī)時(shí)軋制時(shí)，由于軋制延伸作用，使得軋件頭尾的速度是不同的。
[0036]通過軋件的頭位置和軋件的尾位置，軋件長度計(jì)算模塊就能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出軋件長度。
[0037]4、由于需要考慮設(shè)備打滑的情況，實(shí)際中這是一種普遍情況，通過標(biāo)定了位置的檢測器，結(jié)合檢測器的反饋信號，自行校正實(shí)時(shí)計(jì)算的長度值，同時(shí)將計(jì)算值與理論長度進(jìn)行比較，再次驗(yàn)證計(jì)算的可靠性；
[0038]若所述軋件長度是正確的，則將所述軋件長度以信號形式輸出到主控機(jī)；
[0039]若所述軋件長度是不正確的，則使用理論數(shù)據(jù)，以維護(hù)生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行，同時(shí)報(bào)警、記錄。
[0040]若當(dāng)前軋件工藝步驟未結(jié)束，則根據(jù)道次情況，重復(fù)執(zhí)行上述步驟；
[0041]若當(dāng)前軋件工藝步驟結(jié)束，則記錄、歸檔相關(guān)過程數(shù)據(jù)后，等待新軋件到來。
[0042]上述長度測量步驟中，對于所述的軋件位置判斷模塊、軋件長度計(jì)算模塊和校驗(yàn)?zāi)K得出的信息需要通過容錯(cuò)模塊分別進(jìn)行容錯(cuò)處理，判斷信息的真假并比較出正確的數(shù)據(jù)，例如對檢測器反饋信號進(jìn)行濾波處理，可以有效提高檢測信號的可靠度，對濾波時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償處理，可以提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0043]上述長度測量步驟中，觸摸屏作為人機(jī)界面的接口設(shè)備，通過專用的圖形開發(fā)軟件，所述軋件的位置和長度以數(shù)據(jù)表和圖形的形式顯示在觸摸屏上，便于操作人員查看及操作。
[0044]當(dāng)檢測器第一次檢測到軋件信號，實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果就通過人機(jī)界面顯示出來。同時(shí)計(jì)算出的信號通過通訊接口實(shí)時(shí)傳遞給主控系統(tǒng)，對于主控系統(tǒng)而言，利用這些信號來決定設(shè)備的具體動作就可以了。
[0045]上述所有內(nèi)容都被設(shè)計(jì)成一套專用產(chǎn)品，其程序塊及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一次性開發(fā)完成，并充分考慮了信號接口與主控系統(tǒng)方便連接，既可以作為一套獨(dú)立系統(tǒng)使用，也可以嵌入到主控系統(tǒng)中。
[0046]這套連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，利用PLC掃描周期為時(shí)基，編寫若干專用程序，來實(shí)時(shí)計(jì)算并確定軋件長度及位置，通過合理的檢測器布置進(jìn)行自動校驗(yàn)，同時(shí)配合容錯(cuò)程序、自學(xué)習(xí)程序，以保證計(jì)算的準(zhǔn)確、可靠性，達(dá)到真實(shí)跟蹤、測量的目的。
[0047]本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，獨(dú)立成系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了友好的數(shù)據(jù)接口和人機(jī)界面，既可以作為一套獨(dú)立系統(tǒng)使用，也可以嵌入到主控系統(tǒng)中，方便靈活，且人機(jī)界面信息豐富，便于使用及維護(hù)。
[0048]本發(fā)明連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，能夠有效判斷軋件位置，同時(shí)能計(jì)算出軋件實(shí)時(shí)長度，并準(zhǔn)確知道軋件頭尾的位置，為主控系統(tǒng)提高控制響應(yīng)性提供了可能。
[0049]以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)式物料長度測量方法，其特征在于，包括如下步驟: 布置檢測器到輥道側(cè)就位，設(shè)定開坯機(jī)入口處為基準(zhǔn)零點(diǎn)，分別測量各個(gè)檢測器距基準(zhǔn)零點(diǎn)的距離，并將所得的所述距離進(jìn)行存儲； 基于所述檢測器輸出的軋件處于開坯機(jī)前或開坯機(jī)后的反饋信號以及軋制道次信號，判斷所述軋件是否在預(yù)定區(qū)域運(yùn)行； 若所述軋件沒有在預(yù)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則輸出報(bào)警信號給主控機(jī)，提示人工確認(rèn)、處理；若所述軋件在預(yù)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，則實(shí)時(shí)確定軋件頭部位置和軋件尾部位置，并計(jì)算實(shí)時(shí)軋件長度； 將實(shí)時(shí)計(jì)算出的所述的軋件頭部位置、軋件尾部位置以及軋件長度，通過檢測器發(fā)出的反饋信號，進(jìn)行自行校正并將軋件長度與有效記憶長度進(jìn)行比較，驗(yàn)證所述軋件長度是否正確； 若所述軋件長度是正確的，則將所述軋件長度以信號形式輸出到主控機(jī)； 若所述軋件長度是不正確的，則使用理論數(shù)據(jù)，以維護(hù)生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，并作記錄； 若當(dāng)前軋件工藝步驟未結(jié)束，則根據(jù)道次情況，重復(fù)執(zhí)行上述步驟； 若當(dāng)前軋件工藝步驟結(jié)束，則記錄、歸檔相關(guān)過程數(shù)據(jù)后，等待新軋件到來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式物料長度測量方法，其特征在于，所述方法還包括對所述軋件的位置、軋件長度和校正后的軋件長度分別進(jìn)行容錯(cuò)處理，判斷數(shù)據(jù)真假并比較出正確數(shù)據(jù)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式物料長度測量方法，其特征在于，所述方法還包括將所述軋件的位置和長度在觸摸屏上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示的步驟。
4.一種連續(xù)式物料長度測量裝置，其特征在于，包括: 若干檢測器，所述檢測器布置到輥道側(cè)就位，設(shè)定開坯機(jī)入口處為基準(zhǔn)零點(diǎn)，分別測量各個(gè)檢測器距基準(zhǔn)零點(diǎn)的距離，并將所得的所述距離進(jìn)行存儲； 軋件位置判斷模塊，基于所述檢測器輸出的軋件處于開坯機(jī)前或開坯機(jī)后的反饋信號以及軋制道次信號，判斷軋件的位置； 軋件長度計(jì)算模塊，用于實(shí)時(shí)計(jì)算軋件位置，分別確定軋件頭部位置和軋件尾部位置，并實(shí)時(shí)計(jì)算出軋件長度； 校驗(yàn)?zāi)K，用于將計(jì)算出的軋件長度與有效記憶長度進(jìn)行比較，校正實(shí)時(shí)計(jì)算的軋件長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)式物料長度測量裝置，其特征在于，所述裝置還包括觸摸屏，所述觸摸屏為人機(jī)界面和數(shù)據(jù)接口，實(shí)時(shí)顯示軋件位置和軋件長度的動態(tài)情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)式物料長度測量裝置，其特征在于，所述裝置還包括容錯(cuò)模塊，用于對軋件位置判斷模塊、軋件長度計(jì)算模塊和校驗(yàn)?zāi)K得出的信息分別進(jìn)行容錯(cuò)處理，判斷信息的真假并比較出正確的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的連續(xù)式物料長度測量方法及裝置，其特征在于，組成所述裝置的結(jié)構(gòu)單元、程序模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一套獨(dú)立系統(tǒng)單獨(dú)使用或嵌入到主控系統(tǒng)中使用。
【文檔編號】B21B38/00GK103599947SQ201310632660
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】張金暉 申請人:中冶華天南京自動化工程有限公司