CN103143572B - 一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统 - Google Patents
一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，包括上位机设定及显示处理模块、PLC控制模块、风冷辊道检测处理模块、集卷装置检测模块和仿真模块。本发明采用集卷前冷金属检测仪器信号反馈修正的方法，解决了风冷区盘卷跟踪精度的问题；并提供给操作人员相对准确直观的跟踪监视画面，以便其及时地收卷和迅速处理线卷堆积及其它故障问题；且应用了仿真技术，能够对操作人员的在线模拟培训，实现最佳的生产节奏控制；同时，降低了工作人员工作强度，提高了工作人员工作效率，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统领域，具体为一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统。
背景技术
目前，高线风冷盘卷工艺过程大都通过现场操作人员进行现场监控，工作强度大，且监控的范围局限，往往制约工作的进度，影响钢产品的生产速度；且运用模拟轧钢技术在生产前提前发现传动和控制系统出现的问题，已经成为现代轧钢控制系统的惯例，但这一技术在棒线材生产线的风冷集卷区域至今未得到应用，且对该区域的工序至今未实现对其的跟踪。此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种不但能够降低工作人员工作强度、提高工作人员工作效率，且能够有效跟踪高线风冷盘卷过程、并能够在线仿真的高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统。
为解决所述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，包括：
上位机设定及显示处理模块：实现各种工艺参数的设定和实际值的检测显示，监视系统工作状态运行的显示；
PLC控制模块：实现风冷辊道的启动、关闭与调速，对上位机上显示的盘卷位置进行自动纠偏，实现高线风冷盘卷跟踪；并控制集卷的速度与位置，防止盘卷堆积；
风冷辊道检测处理模块：检测辊道的实际速度，并将该实际速度发送给上位机，进行快速精确的计算和处理，作为传动系统的给定参考值及控制参考量；
集卷装置检测模块：实时检测盘卷的位置，实现盘卷形状的优化；
仿真模块：模拟盘卷到来，通过上位机向PLC控制模块发送仿真信号，仿真实现盘卷的运输和集卷。
其中，所述的上位机设定及显示处理模块采用计算机。
其中，所述的PLC控制模块采用PLC控制器。
其中，所述的仿真模块包括定时器。
其中，所述的风冷辊道检测处理模块包括交流变频调速装置、用于启动高线风冷盘卷跟踪的盘卷跟踪启动检测装置、用于在风冷线上跟踪盘卷的盘卷跟踪检测装置和用于集卷启动的集卷启动检测装置；且所述盘卷跟踪启动检测装置采用热金属检测仪，所述盘卷跟踪检测装置采用冷金属检测仪，所述集卷启动检测装置采用冷金属检测仪。
其中，所述的集卷装置检测模块包括布卷器、接近开关、易下系统和用于检测易下系统升降位置的编码器。其中，所述的盘卷跟踪启动检测装置采用热金属检测仪。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1) 本发明将PLC控制器与上位机进行连接，给操作人员提供了相对准确的盘卷跟踪监视画面，便于收卷工作地及时进行及盘卷堆积和/或其它临时故障的迅速处理。
(2) 本发明的PLC控制模块将辊道运行的实际速度上传给上位机，上位机使用辊道速度积分计算出初始跟踪距离，再采用金属检测信号反馈修正的方法，解决了风冷区盘卷跟踪精度的问题。
(3)本发明模拟轧钢技术，在辊道上没有线材时模拟仿真，既可以培训操作人员，也可以在检修或更换品种规格时优化调整风冷区辊道和集卷的速度，实现最佳的生产节奏控制。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式，下面将对实施方式中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明所述高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统结构框图。
具体实施方式
本发明提供了一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明的保护范围。
参见图1，本发明所述的一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，包括：上位机设定及显示处理模块：实现各种工艺参数的设定和实际值的检测显示，监视系统工作状态运行的显示；PLC控制模块：实现风冷辊道的启动、关闭与调速，对上位机上显示的线卷位置进行自动纠偏，实现高线风冷盘卷跟踪；并控制集卷的速度与位置，防止线圈堆积；风冷辊道检测处理模块：检测辊道的实际速度，并将该实际速度发送给上位机，进行快速精确的计算和处理，作为传动系统的给定参考值及控制参考量；集卷装置检测模块：实时检测盘卷的位置，实现盘卷形状的优化；仿真模块：模拟盘卷到来，通过上位机向PLC控制模块发送仿真信号，仿真实现盘卷的运输和集卷。
所述的上位机设定及显示处理模块采用计算机，用于各种功能、参数的选择和设定，以及辊道初始速度的设定和集卷速度、布卷速度的设定；同时显示系统的运行状态，对系统故障、报警进行诊断，对历史趋势进行相应的记录。
所述的PLC控制模块采用PLC控制器。
所述的仿真模块包括定时器。在不生产的时候，可以通过定时器模拟系统的盘卷跟踪启动检测装置、盘卷跟踪检测装置和集卷启动检测装置的检测信号，及集卷过程的各接近开关信号，实现对辊道运输和集卷过程的仿真测试功能。
所述的风冷辊道检测处理模块包括交流变频调速装置、用于启动高线风冷盘卷跟踪的盘卷跟踪启动检测装置、用于在风冷线上跟踪盘卷的盘卷跟踪检测装置和用于集卷启动的集卷启动检测装置。
其中，所述的盘卷跟踪启动检测装置采用热金属检测仪。
其中，所述的盘卷跟踪检测装置采用冷金属检测仪，且其安装于风冷辊道之间，用于对辊道上的线材进行在线检测，在合适的辊道处校对线材的实际位置是否与上位机上显示的线材位置一致，若一致则线材在辊道上正常运行，否则就有可能出现集卷堆积或其它生产故障，操作人员便可以依据上位机的显示画面提示，及时做出处理，甚至是紧急强迫停机。故其为风冷辊道盘卷跟踪位置自动矫正的必要条件。
其中，所述的集卷启动检测装置采用冷金属检测仪，其安装于风冷辊道与集卷装置之间，用于检测线材离开辊道的时刻，并以此时刻作为辊道启停和加减速的条件。
本发明使用时，通过上位机设定及显示处理模块设定辊道的初始速度，PLC控制模块控制辊道在此速度下运动；实际运行过程中，风冷辊道检测处理模块调用变频调速装置调节辊道的速度；PLC控制模块通过冷辊道检测处理模块获取并上传辊道的实际速度，上位机设定及显示处理模块接收该实际速度并将其转换为线材的线速度后作为线材位置跟踪的动态参考速度，且该参考速度每秒累加一次，该参考速度累加到大于第一组辊道长度的时候，通过计算进行画面距离矫正；然后进行第二组辊道速度实际值检测和长度的累加，累加到大于第二组辊道长度时，再通过计算进行画面距离矫正。在此过程中，在适合的位置处，盘卷跟踪检测装置检测对辊道上的线材进行校正，且根据线材经过某些距离已知定位测量点时的时间和脉冲计数情况，计算获得线材的跟踪距离，然后换算成上位机画面的尺寸显示，保证了盘卷速度实际值的准确性；直至线材移动至集卷启动检测装置，集卷启动检测装置向PLC控制模块发送相应的信号，进入集卷控制。
所述的集卷装置检测模块包括布卷器、接近开关、易下系统和用于检测易下系统升降位置的编码器。集卷过程中，布卷器的初始速度由PLC控制模块控制，之后PLC控制模块可依据实际情况对布卷器进行调速控制；编码器连接在易下系统上，用于检测易下系统的升降位置，保证线材盘卷落到合适的位置，且可以根据易下系统升降的位置选择何时加速和降速，保证集卷过程的平稳顺利进行；接近开关用于稳定线材盘卷的集卷高度、并控制集卷大小和实现平稳下落的关键。整个集卷过程均在上位机的监视下进行。
综上，本发明实时检测线材的位置，实现线圈形状的优化，并通过风冷辊道检测处理模块冷、热金属检测仪信号反馈修正的方法，解决了风冷区盘卷跟踪精度的问题；还将软件功能仿真技术应用于盘卷跟踪集卷过程，实现了对操作人员的在线模拟培训，且提供给操作人员相对准确直观的跟踪监视画面，便于工作人员及时地收卷和迅速处理线卷堆积和其它临时故障，且结合优化调整风冷区辊道与集卷的速度，实现了最佳的生产节奏控制。
本发明具有非常强的实用性，这项技术完善了高速线材精整区域的自动化控制功能，具有较高的应用价值。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，其特征在于：包括：
上位机设定及显示处理模块：实现各种工艺参数的设定和实际值的检测显示，监视系统工作状态运行的显示；
PLC控制模块：实现风冷辊道的启动、关闭与调速，对上位机上显示的盘卷位置进行自动纠偏，实现高线风冷盘卷跟踪；并控制集卷的速度与位置，防止盘卷堆积；
风冷辊道检测处理模块：检测辊道的实际速度，并将该实际速度发送给上位机，进行快速精确的计算和处理，作为传动系统的给定参考值及控制参考量；
集卷装置检测模块：实时检测盘卷的位置，实现盘卷形状的优化；
仿真模块：模拟盘卷到来，通过上位机向PLC控制模块发送仿真信号，仿真实现盘卷的运输和集卷。
2.依据权利要求1所述的高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，其特征在于：所述的上位机设定及显示处理模块采用计算机。
3.依据权利要求1所述的高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，其特征在于：所述的PLC控制模块采用PLC控制器。
4.依据权利要求1所述的高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，其特征在于：所述的仿真模块包括定时器。
5.依据权利要求1所述的高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，其特征在于：所述的风冷辊道检测处理模块包括交流变频调速装置、用于启动高线风冷盘卷跟踪的盘卷跟踪启动检测装置、用于在风冷线上跟踪盘卷的盘卷跟踪检测装置和用于集卷启动的集卷启动检测装置；且所述盘卷跟踪启动检测装置采用热金属检测仪，所述盘卷跟踪检测装置采用冷金属检测仪，所述集卷启动检测装置采用冷金属检测仪。
6.依据权利要求1所述的高线风冷盘卷跟踪集卷控制系统，其特征在于：所述的集卷装置检测模块包括布卷器、接近开关、易下系统和用于检测易下系统升降位置的编码器。
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