CN104514773B - 用于控制加热炉的步进梁的方法及控制系统 - Google Patents

用于控制加热炉的步进梁的方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制加热炉的步进梁的方法和控制系统，所述控制系统包括：信号处理模块，用于接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；控制器，用于接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则通过向所述电磁阀发送信号来关闭所述电磁阀；否则根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，此时所述信号处理模块还用于对所述控制信号进行限幅，所述控制器还用于将经限幅的控制信号发送到所述比例阀。本发明还公开了采用上述控制系统控制步进梁的方法，本发明的方法和系统能够在用于检测活塞的位置的位置传感器出现故障时保障系统安全。

Description

用于控制加热炉的步进梁的方法及控制系统
技术领域
本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种用于控制加热炉的步进梁的方法及控制系统。
背景技术
在冶金工业的生产中，通常使用加热炉对板坯进行加热，加热炉中设置有用于在加热炉中运送板坯的步进梁，由水平液压缸和垂直液压缸来分别使步进梁进行平移运动和升降运动。水平液压缸和垂直液压缸中均设置有用于驱动步进梁的活塞，活塞由通过与液压缸连接的油路供应的液体来驱动，油路上设置电磁阀可以控制油路的打开和关闭以及液体的流动方向，从而使步进梁能够前进和后退，还通过比例阀来控制油路中液体流量，从而使步进梁进行加速、匀速或减速运动。
在实际生产中，可以使用控制器接收安装在液压缸上用于检测活塞的位置的位置传感器的位置信号，根据位置信号来控制电磁阀的打开、关闭和开通方向以及比例阀的开度。然而，当位置传感器出现故障时，控制器则不能准确地获得活塞的位置从而引发事故。例如，如果活塞超过最大行程后继续运动，则会对液压缸和油路造成损害，影响液压缸的寿命，还可能使步进梁与周围设备（例如，水封槽）碰撞造成步进梁和周围设备的损坏。此外，位置传感器出现故障时也不会报警，这对故障的排查和设备的维修造成困难。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是如何在用于检测活塞的位置的位置传感器出现故障时保障系统安全。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于控制加热炉的步进梁的方法，所述步进梁由液压缸的活塞驱动，与所述液压缸连接的油路上设置有用于打开和关闭所述油路的电磁阀和用于控制所述油路中液体流量的比例阀，所述液压缸上设置有用于检测所述活塞的位置的位置传感器，所述方法包括如下步骤：
步骤101，信号处理模块接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；
步骤102，所述控制器接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则执行步骤103，否则执行步骤104；
步骤103，所述控制器通过向所述电磁阀发送信号来关闭所述电磁阀；
步骤104，所述控制器根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，并且在将所述控制信号通过所述信号处理模块进行限幅后发送到所述比例阀。
优选地，所述控制器包括用于判断所述经限幅的位置信号是否等于设定的正常值的比较器，所述控制器根据所述比较器的判断结果判断所述位置传感器是否异常：如果判断结果为相等，则所述位置传感器为正常，否则所述位置传感器为异常。
优选地，步骤101还包括：
在将所述经限幅的位置信号传输到所述控制器之前，通过运算器将所述经限幅的信号转换为十进制或者十六进制的位置信号。
优选地，所述设定的正常值为十进制的128或十六进制的80。
优选地，步骤103还包括所述控制器向与所述控制器通信连接的上位机发送用于报告所述位置传感器出现异常的报警信号。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于控制加热炉的步进梁的控制系统，所述步进梁由液压缸的活塞驱动，与所述液压缸连接的油路上设置有用于打开和关闭所述油路的电磁阀和用于控制所述油路中液体流量的比例阀，所述液压缸上设置有用于检测所述活塞的位置的位置传感器，所述系统包括：
信号处理模块，用于接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；
控制器，用于接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则通过向所述电磁阀发送信号来关闭所述电磁阀；否则根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，此时所述信号处理模块还用于对所述控制信号进行限幅，所述控制器还用于将经限幅的控制信号发送到所述比例阀。
优选地，还包括：比较器，用于判断所述经限幅的位置信号是否等于设定的正常值；所述控制器根据所述比较器的判断结果判断所述位置传感器是否异常：如果判断结果为相等，则所述位置传感器为正常，否则所述位置传感器为异常。
优选地，还包括：运算器，用于将所述经限幅的信号转换为十进制或者十六进制的位置信号。
优选地，所述设定的正常值为十进制的128或十六进制的80。
优选地，还包括与所述控制器通信连接的上位机，所述控制器还用于向所述上位机发送用于报告所述位置传感器出现异常的报警信号。
本发明的有益效果在于，所述方法和系统在用于检测活塞的位置的位置传感器出现故障时能够停止向步进梁提供动力，保证液压缸、步进梁以及周围设备的安全，降低维护成本，并且由于减少了由位置传感器故障引起的事故，所以促进生产效率的提高。
附图说明
图1是本发明实施例的用于控制加热炉的步进梁的方法的流程图；
图2是本发明实施例的用于控制加热炉的步进梁的控制系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是本发明实施例的用于控制加热炉的步进梁的方法的流程图，如图1所示，所述步进梁由液压缸的活塞驱动，与所述液压缸连接的油路上设置有用于打开和关闭所述油路的电磁阀和用于控制所述油路中液体流量的比例阀，所述液压缸上设置有用于检测所述活塞的位置的位置传感器，所述方法包括如下步骤：
步骤101，信号处理模块接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；
其中，在将所述经限幅的位置信号传输到所述控制器之前，还可以通过运算器将所述经限幅的信号转换为十进制或者十六进制的位置信号；
步骤102，所述控制器接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则执行步骤103，否则执行步骤104
其中，所述控制器包括用于判断所述经限幅的位置信号是否等于设定的正常值的比较器，所述控制器根据所述比较器的判断结果判断所述位置传感器是否异常，如果判断结果为相等，则所述位置传感器为正常，否则所述位置传感器为异常，所述设定的正常值为十进制的128或十六进制的80；
步骤103，所述控制器通过向所述电磁阀发送信号来关闭所述电磁阀；
其中，所述控制器还可以向与所述控制器通信连接的上位机发送用于报告所述位置传感器出现异常的报警信号。
步骤104，所述控制器根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，并且在将所述控制信号通过所述信号处理模块进行限幅后发送到所述比例阀。
通过本实施例提供的方法，可以通过控制器判断出位置传感器的故障，并且可以在判断出位置传感器故障时通过关闭电磁阀来停止向活塞输送动力，从而可以停止向步进梁输送动力以防止步进梁与周围设备发生碰撞。
图2是本发明实施例的用于控制加热炉的步进梁的系统的结构图，如图2所示，本实施例提供的系统可以包括：
信号处理模块201，与位置传感器202连接用于接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；
控制器203，用于接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则通过向电磁阀204发送信号来关闭所述电磁阀；否则根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，此时所述信号处理模块还用于对所述控制信号进行限幅，所述控制器还用于将经限幅的控制信号发送到比例阀205。
在优选的实施例中，所述系统还可以包括：比较器（图中未示出），用于判断所述经限幅的位置信号是否等于设定的正常值；所述控制器根据所述比较器的判断结果判断所述位置传感器是否异常包括：如果判断结果为相等，则所述位置传感器为正常，否则所述位置传感器为异常。
在另一优选的实施例中，所述控制系统还可以包括：运算器（图中未示出），设置在位置传感器202和信号处理模块之间201用于将所述经限幅的信号转换为十进制或者十六进制的位置信号。
在另一优选的实施例中，所述控制系统还可以包括与所述控制器通信连接的上位机206，所述控制器还用于向所述上位机发送用于报告所述位置传感器出现异常的报警信号。
其中，所述设定的正常值为十进制的128或十六进制的80。
可以采用西门子S7-400控制器（PLC）来实现本发明的上述方案，所述控制器采用的CPU型号为CPU416-3DP，上述CPU通过通讯模块CP443的PROFIBUSDP接口（工业以太网接口）与其他设备或模块通信，上述系统通过西门子ET200M（远程输入输出采集系统）与远程的上位机WinCCV6.0通信，信号处理模块采用SM331和SM332型模拟量信号处理模块以分别进行模拟量的输入和输出，所述运算器包括MUL模块（乘法模块）、BY-W模块（字节与字间数据类型转换模块）、W-I模块（字与整数间数据类型装换模块），比例阀采用德国力士乐公司（Rexroth）的型号为4WRZ25W6-200-7X/6EG24N9EX4/D3M的阀门，平移位置传感器采用美国MTS公司的型号为LHMR002M7001A0的传感器。
上述系统经过现场调试后并投入运行后可以完全避免位置传感器异常时步进梁运动失控而撞击水封槽等设备的问题，降低了系统维护成本，并促进生产效率的提高。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于控制加热炉的步进梁的方法，所述步进梁由液压缸的活塞驱动，与所述液压缸连接的油路上设置有用于打开和关闭所述油路的电磁阀和用于控制所述油路中液体流量的比例阀，所述液压缸上设置有用于检测所述活塞的位置的位置传感器，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤101，信号处理模块接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；
步骤102，所述控制器接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则执行步骤103，否则执行步骤104；
步骤103，所述控制器通过向所述电磁阀发送信号来关闭所述电磁阀；
步骤104，所述控制器根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，并且在将所述控制信号通过所述信号处理模块进行限幅后发送到所述比例阀。
2.根据权利要求1所述的用于控制加热炉的步进梁的方法，其特征在于，所述控制器包括用于判断所述经限幅的位置信号是否等于设定的正常值的比较器，所述控制器根据所述比较器的判断结果判断所述位置传感器是否异常：如果判断结果为相等，则所述位置传感器为正常，否则所述位置传感器为异常。
3.根据权利要求1所述的用于控制加热炉的步进梁的方法，其特征在于，步骤101还包括：
在将所述经限幅的位置信号传输到所述控制器之前，通过运算器将所述经限幅的信号转换为十进制或者十六进制的位置信号。
4.根据权利要求2所述的用于控制加热炉的步进梁的方法，其特征在于，所述设定的正常值为十进制的128或十六进制的80。
5.根据权利要求1所述的用于控制加热炉的步进梁的方法，其特征在于，步骤103还包括所述控制器向与所述控制器通信连接的上位机发送用于报告所述位置传感器出现异常的报警信号。
6.一种用于控制加热炉的步进梁的控制系统，所述步进梁由液压缸的活塞驱动，与所述液压缸连接的油路上设置有用于打开和关闭所述油路的电磁阀和用于控制所述油路中液体流量的比例阀，所述液压缸上设置有用于检测所述活塞的位置的位置传感器，其特征在于，所述系统包括：
信号处理模块，用于接收所述位置传感器的位置信号，对所述位置信号进行限幅，并且将经限幅的位置信号发送到控制器；
控制器，用于接收所述经限幅的位置信号，并且判断所述位置传感器是否异常，如果异常则通过向所述电磁阀发送信号来关闭所述电磁阀；否则根据所述经限幅的位置信号生成用于控制所述比例阀的开度的控制信号，此时所述信号处理模块还用于对所述控制信号进行限幅，所述控制器还用于将经限幅的控制信号发送到所述比例阀。
7.根据权利要求6所述的用于控制加热炉的步进梁的控制系统，其特征在于，还包括：比较器，用于判断所述经限幅的位置信号是否等于设定的正常值；所述控制器根据所述比较器的判断结果判断所述位置传感器是否异常：如果判断结果为相等，则所述位置传感器为正常，否则所述位置传感器为异常。
8.根据权利要求7所述的用于控制加热炉的步进梁的控制系统，其特征在于，还包括：运算器，用于将所述经限幅的信号转换为十进制或者十六进制的位置信号。
9.根据权利要求8所述的用于控制加热炉的步进梁的控制系统，其特征在于，所述设定的正常值为十进制的128或十六进制的80。
10.根据权利要求6所述的用于控制加热炉的步进梁的控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器通信连接的上位机，所述控制器还用于向所述上位机发送用于报告所述位置传感器出现异常的报警信号。
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