CN104878191A - 一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，通过基础自动化控制机采集位移传感器及激光检测器的现场检测值，将检测信号反馈至PLC控制端，并由PLC发出控制信号至机械执行机构，机械执行机构控制出钢机行程，通过在原有的出钢机按照工艺要求顺序完成前进→上升→后退→下降一个运动周期的步序的基础上，在步序上升→后退之间，引入反馈修正步序，形成前进→上升→反馈修正→后退→下降的动作步序，避免板坯砸撞步进炉固定梁的事故，在保证生产质量的前提下保持生产作业的畅通，降低作业事故维护的成本。

Description

一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法

技术领域

本发明属于加热炉自动化控制技术领域，具体涉及一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法。

背景技术

加热炉出钢机是目前国内外轧钢厂加热炉上必不可少的关键设备，而出钢机主要负责把炉内的板坯取送至输出辊道。

轧钢厂加热炉自动出钢顺序控制，一股均遵循传统的顺序控制模式。首先是出钢机前进，前进到位后上升，上升到位后执行后退，后退到位后下降，下降到位即完成了一次出钢。此过程中，需要对出钢机前进的行程和后退的行程进行跟踪计算，并对平移和升降的速度进行控制。

但实际生产中，在自动方式下，当抽出炉内窄板坯时偶尔发生出钢行程出错，引起出钢臂托起炉内相邻板坯的情况发生，由于自动出钢节奏快，如果操作人员又没有及时监视、干预，后一板坯重重砸到加热炉固定梁上，造成固定梁上的垫块及耐材有不同程度的损坏，同时，由于行程出错也会造成当前抽出的板坯存放在出料辊道上位置偏移。当固定梁上的部分垫铁脱落参差不齐时，会引起梁上存放的板坯倾斜，无法正常出钢，必须停炉修复固定梁。

申请号为201210520552.6，名称为“一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统及其控制方法”，通过工控机、PLC控制器、数据采集模块、步进梁控制模块和三相异步电动机模块之间的相互协同动作，实现步进梁式加热炉自动出钢的目的。

2250热轧板厂的谭志春发表的名为“步进梁式加热炉出钢控制系统及改进”的论文，针对板坯溢出量计算，通过处理不同情况下的板坯溢出量，实现正常出钢的目的，但是其切入点及具体的处理方法与本发明中的技术方案不同。

本发明目的在于，提供一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，根据本发明的控制方法，避免自动模式下出钢时托起相邻板坯砸损炉内固定梁上垫铁及周围的耐材，杜绝了事故的发生。减少了加热炉异常停炉的次数，同时也延长了固定梁使用寿命，降低了维修成本。

发明内容

为达到以上目的，本发明提供了一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，其技术方案具体如下：

一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，包括通过基础自动化控制机采集位移传感器及激光检测器的现场检测值，将检测信号反馈至PLC控制端，并由PLC发出控制信号至机械执行机构，机械执行机构控制出钢机行程，使得出钢机按照工艺要求顺序完成前进→上升→后退→下降一个运动周期的步序，其特征在于：在步序上升→后退之间，引入反馈修正步序，具体为：

S1：根据出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离、板坯悬出量、板坯溢出量范围值、板坯宽度范围值确定目标误差范围值；

S2：下发目标误差范围值至基础自动化控制机；

S3：过程控制机将当前板坯宽度值下发至基础自动化控制机，由基础自动化控制机将当前板坯宽度值与目标误差范围值进行比较，

若当前板坯宽度值落入目标误差范围值内，则进入步骤S5，

若当前板坯宽度值没有落入目标误差范围值内，则进入步骤S3；

S4：检测出钢机机臂与后一块板坯的位置关系，

若出钢机机臂托起后一块板坯，则进入步骤S4，

若出钢机机臂没有托起后一块板坯，则进入步骤S5；

S5：由基础自动化控制机发动作指令，控制出钢机机臂依次完成爬行下降→爬行后退→上升动作；

S6：进入后退步序。

根据本发明的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，其特征在于：

在步骤S4中，所述的上升动作重复原先的设定动作，所述的爬行下降、爬行后退动作由出钢机位置与下降爬行速度联锁，通过基础自动化控制机控制完成。

根据本发明的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，其特征在于：

步骤S1中所述的出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离L1＝d+δ；

所述的板坯悬出量δ＝W／3-100；

所述的板坯溢出量范围值ΔW∈[0，550]；

在实际出钢行程大于等于L1时，出现误差，

而实际出钢行程最大值为步进梁一个步距，即板坯溢出量最大值，

逻辑转换得出，目标误差范围最大值发生在板坯溢出量最大值大于等于L1时，而板坯的宽度范围值W∈[1300，2300]，两者联立，确定目标误差范围值，

其中，

L1表示出钢机前进到目标位置时出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离，单位mm，

d表示板坯间距，为固定值，单位mm，

δ表示板坯悬出量，单位mm，

W表示板坯宽度，单位mm，

ΔW表示板坯溢出量，单位mm。

本发明的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，能避免自动模式下出钢时托起相邻板坯砸损炉内固定梁上垫铁及周围的耐材，杜绝了事故的发生。减少了加热炉异常停炉的次数，同时也延长了固定梁使用寿命，降低了维修成本。

附图说明

图1为现有技术中出钢行程步序图；

图2为加入本发明中反馈修正步序后的出钢行程步序图；

图3为本发明中反馈修正步序至后退步序的流程图；

图4为出钢行程工艺布置示意图。

图中，L0为激光检测器与出料辊道中心线的距离；L1为出钢机前进到目标位置时出钢臂距离后一块板坯前沿的距离；L3为出钢行程值；d为板坯间距；δ为板坯悬出量；W为板坯宽度；ΔW为板坯溢出量。

具体实施方式

下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法作进一步具体说明。

现有步进梁控制步序如图1所示，如图2、3所示的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，在图1的基础上加以改进，包括通过基础自动化控制机采集位移传感器及激光检测器的现场检测值，将检测信号反馈至PLC控制端，并由PLC发出控制信号至机械执行机构，机械执行机构控制出钢机行程，通过在原有的出钢机按照工艺要求顺序完成前进→上升→后退→下降一个运动周期的步序的基础上，在步序上升→后退之间，引入反馈修正步序，并引入目标误差范围值概念作反馈修正的基础，具体为：

S1：根据出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离、板坯悬出量、板坯溢出量范围值、板坯宽度范围值确定目标误差范围值；

S2：下发目标误差范围值至基础自动化控制机；

S3：过程控制机将当前板坯宽度值下发至基础自动化控制机，由基础自动化控制机将当前板坯宽度值与目标误差范围值进行比较，

若当前板坯宽度值落入目标误差范围值内，则进入步骤S5，

若当前板坯宽度值没有落入目标误差范围值内，则进入步骤S3；

S4：检测出钢机机臂与后一块板坯的位置关系，

若出钢机机臂托起后一块板坯，则进入步骤S4，

若出钢机机臂没有托起后一块板坯，则进入步骤S5；

S5：由基础自动化控制机发动作指令，控制出钢机机臂依次完成爬行下降→爬行后退→上升动作；

S6：进入后退步序。

进一步地，在步骤S4中，所述的上升动作重复原先的设定动作，所述的下降、后退动作具体为：基础自动化自动实现出钢机位置与下降爬行速度(爬行速度：基础自动化设定很低的速度，电机低速运转)联锁，即出钢机在托起板坯的位置时出钢机只能以爬行速度0.1米／秒缓慢下降，减少托起的板坯对步进炉固定梁上的耐材及垫铁的撞击，保护设备。下降到位后，出钢机自动以L1＝d+W／3-100为目标后退距离，同时以爬行速度0.1米／秒缓慢开始后退，以保证后退定位的精度。

进一步地，步骤S1中所述的出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离L1＝d+δ；

所述的板坯悬出量δ＝W／3-100；

所述的板坯溢出量范围值ΔW∈[0，550]；

在实际出钢行程大于等于L1时，出现误差，

而实际出钢行程最大值为步进梁一个步距，即板坯溢出量最大值，

通过逻辑转换得出，目标误差范围最大值发生在板坯溢出量最大值大于等于L1时，而板坯的宽度范围值W∈[1300，2300]，两者联立，确定目标误差范围值，

其中，

L1表示出钢机前进到目标位置时出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离，单位mm，

d表示板坯间距，为固定值，单位mm，

δ表示板坯悬出量，单位mm，

W表示板坯宽度，单位mm，

ΔW表示板坯溢出量，单位mm。

本发明的理论原理如下：

如图4所示，出钢行程计算公式：L3＝L0+W／2-ΔW，出钢行程计算中，以出钢机原点作为计算起点。

式中：L3为出钢行程值；

L0为激光检测器与出料辊道中心线的距离，其值为4700mm。

ΔW为激光检测器检测到板坯后，步进梁为完成正在运行的步进周期，继续行走的距离，称其为板坯溢出量，其中，步进梁每一个步距为550mm，也为板坯溢出量最大值，故其范围为0mm≤ΔW≤550mm。

W为待出板坯的宽度，上位机下达，其范围为1300mm≤W≤2300mm。

然而，由于厚板的品种钢多且板坯规格不一，因而生产中烧钢温度需求不同，所以引起炉内炉温、炉压的频繁变化，导致激光光源发生折射漂移等自然现象，虽然在软件上已对检测器信号作了过滤处理，但无法消除全部误信号，因此，偶尔会发生检测器误信号而影响到板坯溢出量的正确计算。

所以，当出钢行程控制程序中，因误信号引起板坯溢出量ΔW＝0mm，而实际生产中板坯前沿溢出激光检测器位置为最大值ΔW＝550mm，也即步进梁一个步距为550mm时，会发生托起后一块板坯的可能。

从图4中可以看出：L1＝d+δ，其中d为板坯间距(d＝100mm)，δ为自动出钢控制中板坯悬出量，另δ＝W／3-100。

在实际出钢行程大于等于L1时，出现误差，

而实际出钢行程最大值为步进梁一个步距，即板坯溢出量最大值，

通过逻辑转换得出，目标误差范围最大值发生在板坯溢出量最大值大于等于L1时，

即550mm≥L1时，从而可以得出板坯宽度W≤1650mm时，会发生出钢机臂就会托起后一块相邻的板坯的可能。又因工艺生产的板坯宽度范围1300mm≤W≤2300mm。

两者联立，取公共区间，即：当板坯宽度范围在1300mm≤W≤1650mm时，自动出钢时会存在出钢机臂就会托起后一块相邻的板坯的可能。

本发明的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，能避免自动模式下出钢时托起相邻板坯砸损炉内固定梁上垫铁及周围的耐材，杜绝了事故的发生。减少了加热炉异常停炉的次数，同时也延长了固定梁使用寿命，降低了维修成本。

Claims (3)

1.一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，包括通过基础自动化控制机采集位移传感器及激光检测器的现场检测值，将检测信号反馈至PLC控制端，并由PLC发出控制信号至机械执行机构，机械执行机构控制出钢机行程，使得出钢机按照工艺要求顺序完成前进→上升→后退→下降一个运动周期的步序，其特征在于：在步序上升→后退之间，引入反馈修正步序，具体为：

S1：根据出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离、板坯悬出量、板坯溢出量范围值、板坯宽度范围值确定目标误差范围值；

S2：下发目标误差范围值至基础自动化控制机；

S3：过程控制机将当前板坯宽度值下发至基础自动化控制机，由基础自动化控制机将当前板坯宽度值与目标误差范围值进行比较，

若当前板坯宽度值落入目标误差范围值内，则进入步骤S5，

若当前板坯宽度值没有落入目标误差范围值内，则进入步骤S3；

S4：检测出钢机机臂与后一块板坯的位置关系，

若出钢机机臂托起后一块板坯，则进入步骤S4，

若出钢机机臂没有托起后一块板坯，则进入步骤S5；

S5：由基础自动化控制机发动作指令，控制出钢机机臂依次完成爬行下降→爬行后退→上升动作；

S6：进入后退步序。

2.根据权利要求1所述的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，其特征在于：在步骤S4中，所述的上升动作重复原先的设定动作，所述的爬行下降、爬行后退动作由出钢机位置与下降爬行速度联锁，通过基础自动化控制机控制完成。

3.根据权利要求1所述的一种防止板坯砸撞步进炉固定梁的控制方法，其特征在于：

步骤S1中所述的出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离L1＝d+δ；

所述的板坯悬出量δ＝W／3-100；

所述的板坯溢出量范围值ΔW∈[0，550]；

在实际出钢行程大于等于L1时，出现误差，

而实际出钢行程最大值为步进梁一个步距，即板坯溢出量最大值，

逻辑转换得出，目标误差范围最大值发生在板坯溢出量最大值大于等于L1时，而板坯的宽度范围值W∈[1300，2300]，两者联立，确定目标误差范围值，

其中，

L1表示出钢机前进到目标位置时出钢机臂距离后一块板坯前沿的距离，单位mm，

d表示板坯间距，为固定值，单位mm，

δ表示板坯悬出量，单位mm，

W表示板坯宽度，单位mm，

ΔW表示板坯溢出量，单位mm。