CN103203440A - 连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统 - Google Patents

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本发明涉及冶金行业连铸领域，是连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统。其特征是：该连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统的硬件设备包括位移传感器、压力传感器、扇形段驱动辊压下位移传感器、扇形段传动电机、PLC控制系统和扇形段进出口辊缝监测系统；位移传感器、压力传感器、扇形段驱动辊压下位移传感器和扇形段传动电机通过信号电缆与PLC控制系统导通，PLC控制系统通过以太网与扇形段进出口辊缝监测系统导通。它利用传感器读取工作时连铸机的实时运行状态，并通过人工智能技术建模判定连铸机注流导向段是否处于最佳运行状态，从而保证连铸坯内部质量。

Description

连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统
技术领域
本发明涉及冶金行业连铸领域，是连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统。
背景技术
连续铸造是直接把熔融金属制成坯料的成熟工艺技术。传统连铸机在生产前对连铸扇形段进出口辊缝值进行设定，由于在线直接检测困难，因此在生产过程中不进行在线检测。由于连铸生产工况恶劣，生产过程中连铸扇形段进出口辊缝值会发生变化，影响连铸坯内部质量。随着钢铁市场竞争加剧，对连铸坯质量要求越来越高，本系统的提出能够实时检测铸扇形段进出口辊缝值，为生产合格铸坯提供保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，它利用传感器读取工作时连铸机扇形段的实时运行状态，并通过人工智能技术建模判定连铸机扇形段是否处于最佳运行状态，从而保证连铸坯内部质量。
本发明的技术方案是连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，它是在现有连铸机的扇形段处设置传感器采集数据，并上传至控制系统，其特征是：该连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统的硬件设备包括位移传感器、压力传感器、扇形段驱动辊压下位移传感器、扇形段传动电机、PLC控制系统和扇形段进出口辊缝监测系统；位移传感器、压力传感器、扇形段驱动辊压下位移传感器和扇形段传动电机通过信号电缆与PLC控制系统导通，PLC控制系统通过以太网与扇形段进出口辊缝监测系统导通。
所述的位移传感器有四个，以两个为一组分别设置在扇形段的进口与出口。
所述的压力传感器设置在连铸机液压缸内部。
所述的扇形段驱动辊压下位移传感器是4至20mA接口形式的感知元件，它设置在扇形段驱动辊上，扇形段驱动辊压下位移传感器将位移物理量转换为模拟量信号传输至PLC控制系统。
所述的扇形段传动电机采用交流变频控制，并通过动力电缆与交流变频装置导通，交流变频装置通过信号电缆与PLC控制系统导通，扇形段传动电机采集总线PROFIBUS-DP信号并上传至PLC控制系统。
所述的信号电缆是双屏蔽专用信号电缆。
所述的PLC控制系统是PLC逻辑控制器，它将采集的信号经模数转换储存在PLC控制器的DB模块中，并将转换后的数据通过以太网传输至扇形段进出口辊缝监测系统。
本发明的特点是通过设置传感器实时监测连铸机扇形段的工作状态,并将数据上传至监测系统, 通过人工智能技术建模判定连铸机扇形段进出口辊缝值以及扇形段驱动辊位置处的辊缝值,从而判定连铸机注流导向段是否处于最佳运行状态，保证连铸坯内部质量。
附图说明
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统的连接关系示意图。
图中：1、位移传感器；2、压力传感器；3、扇形段驱动辊压下位移传感器；4、扇形段传动电机；5、PLC控制系统；6、扇形段进出口辊缝监测系统；7、交流变频装置。
具体实施方式
如图1所示，连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，它是在现有连铸机的扇形段处设置传感器采集数据，并上传至控制系统，通过人工智能技术建模判定连铸机注流导向段是否处于最佳运行状态，从而保证连铸坯内部质量。
这种连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统的硬件设备包括四个位移传感器1、压力传感器2、扇形段驱动辊压下位移传感器3、扇形段传动电机4以及PLC控制系统5和扇形段进出口辊缝监测系统6。
四个位移传感器1是普通的位移传感器，它们两个为一组，分别设置在扇形段的进口与出口，四个位移传感器1共同检测连铸机注流导向段进、出口辊缝值，并将采集的数据通过信号电缆传输至PLC控制系统5。
压力传感器2设置在连铸机液压缸内，压力传感器2是普通的压力传感器，用于采集连铸机液压缸的压力信号，并通过信号电缆上传至PLC控制系统5。
扇形段驱动辊压下位移传感器3是4至20mA接口形式的感知元件，它设置在扇形段驱动辊上，用于监测注流导向段驱动辊位置处的辊缝值，扇形段驱动辊压下位移传感器3将位移物理量转换为模拟量信号通过信号电缆传输至PLC控制系统5。
扇形段传动电机4采用交流变频控制，并通过动力电缆与交流变频装置7导通，交流变频装置7通过信号电缆与PLC控制系统5导通，扇形段传动电机4采集总线PROFIBUS-DP信号并上传至PLC控制系统5。
以上所述的信号电缆采用专用双屏蔽信号电缆。
PLC控制系统5是PLC逻辑控制器，它将采集的信号经模数转换储存在PLC控制器的DB模块中，采集的信号包括扇形段进出口液压缸的位移信号、压力信号、扇形段驱动辊压下位移信号以及扇形段传动电机电流信号，PLC控制系统5将转换后的数据通过以太网传输至扇形段进出口辊缝监测系统6。PLC控制系统可以采用西门子S7400系列可编程控制器  采用S7逻辑梯形图和汇编语言进行软件设计。
交流变频装置可以采用西门子S120系列交流变频控制器；扇形段进出口辊缝监测系统可以采用模拟显示模块采用vs.net平台设计，使用计算机显示。实时显示形式连铸机扇形段进出口辊缝设定值和连铸机扇形段进出口辊缝检测值，包括单条数值曲线显示以及两种曲线实时比较。
扇形段进出口辊缝监测系统6综合模拟所有信息，并在线判定连铸机扇形段是否处于最佳运行状态，从而保证连铸坯内部质量。
 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，它是在现有连铸机的扇形段处设置传感器采集数据，并上传至控制系统，其特征是：该连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统的硬件设备包括位移传感器（1）、压力传感器（2）、扇形段驱动辊压下位移传感器（3）、扇形段传动电机（4）、PLC控制系统（5）和扇形段进出口辊缝监测系统（6）；位移传感器（1）、压力传感器（2）、扇形段驱动辊压下位移传感器（3）和扇形段传动电机（4）通过信号电缆与PLC控制系统（5）导通，PLC控制系统（5）通过以太网与扇形段进出口辊缝监测系统（6）导通。
2.根据权利要求1中所述的连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，其特征是：所述的位移传感器（1）有四个，以两个为一组分别设置在扇形段的进口与出口。
3.根据权利要求1中所述的连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，其特征是：所述的压力传感器（2）设置在连铸机液压缸内部。
4.根据权利要求1中所述的连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，其特征是：所述的扇形段驱动辊压下位移传感器（3）是4至20mA接口形式的感知元件，它设置在扇形段驱动辊上，扇形段驱动辊压下位移传感器（3）将位移物理量转换为模拟量信号传输至PLC控制系统（5）。
5.根据权利要求1中所述的连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，其特征是：所述的扇形段传动电机（4）采用交流变频控制，并通过动力电缆与交流变频装置（7）导通，交流变频装置（7）通过信号电缆与PLC控制系统（5）导通，扇形段传动电机（4）采集总线PROFIBUS-DP信号并上传至PLC控制系统（5）。
6.根据权利要求1中所述的连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，其特征是：所述的信号电缆是双屏蔽专用信号电缆。
7.根据权利要求1中所述的连铸机扇形段进出口辊缝的在线监测系统，其特征是：所述的PLC控制系统（5）是PLC逻辑控制器，它将采集的信号经模数转换储存在PLC控制器的DB模块中，并将转换后的数据通过以太网传输至扇形段进出口辊缝监测系统（6）。
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