CN102581023B - 粗轧机出口保温罩防撞控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粗轧机出口保温罩防撞控制方法，其利用设于粗轧机出口的带钢测宽系统测量并计算出带钢宽度及中心偏差值，通过与设定值的比较以及根据轧机状态，进而控制保温罩提升装置的提升作业，从而能够有效避免跑偏带钢与保温罩发生撞击，整个控制过程全部自动化，十分正确和方便，同时还能够减少带钢热量的散失，起到节能环保的效果。

Description

粗轧机出口保温罩防撞控制方法

技术领域

本发明涉及粗轧机出口保温罩控制技术，更具体地说，涉及一种粗轧机出口保温罩防撞控制方法。

背景技术

节能降耗是目前钢铁企业生产管理的一项主要工作。在市场竞争日益激烈的形势下，如何降低产品的成本，是保证产品利润的关键。目前，热轧产品在生产过程中需要将冷的板坯加热到1200度以上进行轧制，是一个高能耗的产品，因此在生产过程中如何减少温降、降低板坯出炉温度是节约燃耗的一项主要节能指标。粗轧机与精轧机间的辊道长度达100多米，中间坯在此辊道上运行时间比较长，因此带钢的温降也比较大。为了减少带钢的温降，一般在这段辊道上安装了保温罩，利用保温罩将带钢和辊道部分封闭起来，一方面减少带钢与周围冷空气的热交换，另一方面可以使高温带钢的热辐射被储存在保温罩内，提高带钢的周围环境温度减少温降。

请参阅图1所示，在通常情况下，保温罩2在带钢7被粗轧机8轧制之前已被放下，保温罩2的最低点落在辊道1轴承座上，当带钢7未发生跑偏时，带钢7在辊道1的运送下高速通过保温罩2到精轧机被继续轧制成钢卷；当带钢7发生严重跑偏时，带钢7的头部会撞到保温罩2的边部，造成保温罩的支架变形和倒塌，造成保温罩设备的损坏和发生废钢事故。目前，操作人员为了避免类似事故的发生，经常将保温罩长时间放在提升位置，从而导致了大量热能被浪费，不利于产线的节能降耗。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种粗轧机出口保温罩防撞控制方法，该方法能够避免跑偏带钢撞击保温罩，并降低热量散失。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该粗轧机出口保温罩防撞控制方法的具体步骤如下：

A.利用设于粗轧机出口的带钢测宽系统测量并计算出带钢宽度及中心偏差值；所述带钢宽度测量系统包括测宽仪和测宽仪控制器，当测宽仪检测出带钢全长宽度信息后，输入测宽仪控制器内，通过处理及计算，得到带钢宽度及中心偏差值，并产生测量带钢开始及结束信号，所述测宽仪是在移动带钢上方两侧分别安装一个CCD电子线扫描摄像头，定位带钢全长宽度数据，并由此通过测宽仪控制器计算出带钢宽度和中心偏差值，具体的计算公式如下：

∠α＝β＋γ＝arctan d₁/F＋arctan2H/D

∠δ＝γ-θ＝arctan2H/D－arctan d₃/F

H=D₂×tanδ＝（D-D₁）×tanδ＝L₁×sinα

因为D₁＝L₁×cosα

所以（D-L₁×cosα）×sinδ/cosδ＝L₁×sinα

D×sinδ－L₁×cosα×sinδ＝L₁×sinα×cosδ

D×sinδ＝L₁×sinα×cosδ＋L₁×cosα×sinδ

L₁＝D×sinδ/sin（α＋δ）

X₁＝[D/2－L₁cosα]=D×[1/2－sinδ×cosα/sin（α＋δ）]

同理可以算出L₂和X₂

带钢宽度＝X₁＋X₂

中心偏差＝︱X₁-X₂︱；

其中，D为两摄像头焦点间的距离；H为摄像头焦点到带钢上表面的距离；L₁、L₂为两摄像头焦点分别到带钢边缘的距离；X₁、X₂分别为带钢边缘到辊道中心点O的间距；d₁、d₂、d₃、d₄分别为摄像头内部自测参数；F为摄像头的焦距；

B.通过自动化控制系统接收带钢宽度及中心偏差值，并分别与相应的设定值进行比较，根据比较结果以及轧机状态，发出控制信号；所述自动化控制系统包括信号输入板、远程I/O控制器、第一通讯板、数据采集CPU、第二通讯板、主控CPU、信号输出板，信号输入板用于接收由测宽仪控制器发送的宽度、中心偏差值的相关电压信号，并转换成数字信号发送至远程I/O控制器；远程I/O控制器将信号通过第一通讯板发送给数据采集CPU，数据采集CPU将信号转换为以毫米为单位的数据信号后，通过第二通讯板发送给保温罩的主控CPU；主控CPU对输入的宽度及中心偏差值与设定值进行比较和判断，并根据轧机状态，发出控制信号；信号输出板将控制信号发至保温罩提升装置；

C.通过保温罩提升装置接收控制信号，对保温罩进行提升控制，以避免发生碰撞。

在步骤B中：

当检测的带钢中心偏差与宽度之和值超过设定值且轧辊为正转时，发出提升信号，以控制保温罩从最低位提升至中位；

当检测的带钢的宽度值超过设定值且轧辊为正转时，发出提升信号，以控制保温罩从最低位提升至中位；

当轧辊为反转时，发出保温罩保持原位的信号；

当保温罩未处于最低位时，发出保温罩保持原位的信号。

在步骤C中：

所述保温罩提升装置包括用于保温罩提升的油缸，所述的控制信号是通过对油缸的电磁阀进行控制，以实现保温罩的提升。

在上述技术方案中，本发明的粗轧机出口保温罩防撞控制方法，利用设于粗轧机出口的带钢测宽系统测量并计算出带钢宽度及中心偏差值，通过与设定值的比较以及根据轧机状态，进而控制保温罩提升装置的提升作业，从而能够有效避免跑偏带钢与保温罩发生撞击，整个控制过程全部自动化，十分正确和方便，同时还能够减少带钢热量的散失，起到节能环保的效果。

附图说明

图1是跑偏带钢撞击保温罩的状态俯视图；

图2是本发明中的粗轧机出口保温罩防撞控制方法的流程框图；

图3是本发明的带钢测宽系统的测量原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明的粗轧机出口保温罩防撞控制方法包括以下步骤：

A.利用设于粗轧机出口的带钢测宽系统测量并计算出带钢宽度及中心偏差值，中心偏差值即为带钢的跑偏量；

B.通过自动化控制系统接收带钢宽度及中心偏差值，并分别与相应的设定值进行比较，根据比较结果以及轧机状态，发出控制信号；

C.通过保温罩提升装置接收控制信号，对保温罩进行提升控制，以避免发生碰撞。

请参阅图3所示，上述的带钢宽度测量系统，为接触式的光电仪器，输出包括带钢的宽度和中心线偏差。作为一个实施例，在移动带钢上方两侧一定距离分别安装一个型号为2048的CCD电子线扫描摄像头，可以精确地定位带钢全长宽度数据，并由此计算出带钢宽度和中心偏差值。具体的计算公式如下：

∠α＝β＋γ＝arctan d₁/F＋arctan2H/D

∠δ＝γ-θ＝arctan2H/D－arctan d₃/F

H=D₂×tanδ＝（D-D₁）×tanδ＝L₁×sinα

因为D₁＝L₁×cosα

所以（D-L₁×cosα）×sinδ/cosδ＝L₁×sinα

D×sinδ－L₁×cosα×sinδ＝L₁×sinα×cosδ

D×sinδ＝L₁×sinα×cosδ＋L₁×cosα×sinδ

L₁＝D×sinδ/sin（α＋δ）

X₁＝[D/2－L₁cosα]=D×[1/2－sinδ×cosα/sin（α＋δ）]

同理可以算出L₂和X₂

带钢宽度＝X₁＋X₂

中心偏差＝︱X₁-X₂︱

其中，D为两摄像头焦点间的距离；H为摄像头焦点到带钢上表面的距离；L₁、L₂为两摄像头焦点分别到带钢边缘的距离；X₁、X₂分别为带钢边缘到辊道中心点O的间距；d₁、d₂、d₃、d₄分别为摄像头内部自测参数；F为摄像头的焦距。

请结合图3所示，上述的带钢宽度测量系统包括测宽仪和测宽仪控制器，当测宽仪检测出带钢全长宽度信息后，输入测宽仪控制器内，通过处理及计算，得到带钢宽度及中心偏差值，并产生测量带钢开始及结束信号；

上述的自动化控制系统包括信号输入板、远程I/O控制器、第一通讯板、数据采集CPU、第二通讯板、主控CPU、信号输出板，信号输入板用于接收由测宽仪控制器发送的宽度、中心偏差值等相关电压信号，并转换成数字信号发送至远程I/O控制器；远程I/O控制器将信号通过第一通讯板发送给数据采集CPU，数据采集CPU将信号转换为以毫米为单位的数据信号后，通过第二通讯板发送给保温罩的主控CPU；主控CPU对输入的宽度及中心偏差值与设定值进行比较和判断，并根据轧机状态，发出控制信号；信号输出板将控制信号发至保温罩提升装置。

保温罩提升装置主要由提升油缸及其相应电磁阀构成，通过接收控制信号控制其电磁阀的开关以及油压，从而使得提升油缸驱动保温罩进行抬起或放下动作。

在上述的比较和判断过程中，

当检测的带钢中心偏差与其宽度之和值（即X₁＋X₂＋︱X₁-X₂︱）超过设定值且轧辊为正转时，发出提升信号，以控制保温罩从最低位提升至中位；

当检测的带钢实际宽度值超过设定值且轧辊为正转时，发出提升信号，以控制保温罩从最低位提升至中位；

当轧辊为反转时，发出保温罩保持原位的信号，无需抬升；

当保温罩未处于最低位时，发出保温罩保持原位的信号，也无需抬升。

在此需要说明的是，上述设定值是根据不同粗轧机的辊道及轧件宽度来确定的，例如，辊道辊身长度为1880mm，轧制1000mm左右的窄料时，带钢的跑偏量达到440mm时会撞到保温罩，而轧制1730mm的宽板时跑偏量达到75mm时带钢会撞到保温罩，如此，将设定值设为1500mm，即当测宽仪检测到（中心偏差值＋带钢宽度值）≥1500mm时，控制保温罩自动抬起；或者，当测量的带钢宽度值≥1500mm时，也将控制保温罩自动抬起。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种粗轧机出口保温罩防撞控制方法，其特征在于，

该方法的具体步骤如下：

A.利用设于粗轧机出口的带钢测宽系统测量并计算出带钢宽度及中心偏差值；所述带钢宽度测量系统包括测宽仪和测宽仪控制器，当测宽仪检测出带钢全长宽度信息后，输入测宽仪控制器内，通过处理及计算，得到带钢宽度及中心偏差值，并产生测量带钢开始及结束信号，所述测宽仪是在移动带钢上方两侧分别安装一个CCD电子线扫描摄像头，定位带钢全长宽度数据，并由此通过测宽仪控制器计算出带钢宽度和中心偏差值，具体的计算公式如下：

∠α＝β＋γ＝arctan d₁/F＋arctan2H/D

∠δ＝γ-θ＝arctan2H/D－arctan d₃/F

H=D₂×tanδ＝（D-D₁）×tanδ＝L₁×sinα

因为D₁＝L₁×cosα

所以（D-L₁×cosα）×sinδ/cosδ＝L₁×sinα

D×sinδ－L₁×cosα×sinδ＝L₁×sinα×cosδ

D×sinδ＝L₁×sinα×cosδ＋L₁×cosα×sinδ

L₁＝D×sinδ/sin（α＋δ）

X₁＝[D/2－L₁cosα]=D×[1/2－sinδ×cosα/sin（α＋δ）]

同理可以算出L₂和X₂

带钢宽度＝X₁＋X₂

中心偏差＝︱X₁-X₂︱；

其中，D为两摄像头焦点间的距离；H为摄像头焦点到带钢上表面的距离；L₁、L₂为两摄像头焦点分别到带钢边缘的距离；X₁、X₂分别为带钢边缘到辊道中心点O的间距；d₁、d₂、d₃、d₄分别为摄像头内部自测参数；F为摄像头的焦距；

B.通过自动化控制系统接收带钢宽度及中心偏差值，并分别与相应的设定值进行比较，根据比较结果以及轧机状态，发出控制信号；所述自动化控制系统包括信号输入板、远程I/O控制器、第一通讯板、数据采集CPU、第二通讯板、主控CPU、信号输出板，信号输入板用于接收由测宽仪控制器发送的宽度、中心偏差值的相关电压信号，并转换成数字信号发送至远程I/O控制器；远程I/O控制器将信号通过第一通讯板发送给数据采集CPU，数据采集CPU将信号转换为以毫米为单位的数据信号后，通过第二通讯板发送给保温罩的主控CPU；主控CPU对输入的宽度及中心偏差值与设定值进行比较和判断，并根据轧机状态，发出控制信号；信号输出板将控制信号发至保温罩提升装置；

C.通过保温罩提升装置接收控制信号，对保温罩进行提升控制，以避免发生碰撞。

2.如权利要求1所述的粗轧机出口保温罩防撞控制方法，其特征在于，

在步骤B中：

当检测的带钢中心偏差与宽度之和值超过设定值且轧辊为正转时，发出提升信号，以控制保温罩从最低位提升至中位；

当检测的带钢的宽度值超过设定值且轧辊为正转时，发出提升信号，以控制保温罩从最低位提升至中位；

当轧辊为反转时，发出保温罩保持原位的信号；

当保温罩未处于最低位时，发出保温罩保持原位的信号。

3.如权利要求1所述的粗轧机出口保温罩防撞控制方法，其特征在于，

在步骤C中：

所述保温罩提升装置包括用于保温罩提升的油缸，所述的控制信号是通过对油缸的电磁阀进行控制，以实现保温罩的提升。

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