CN105219947B - 步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，包括：步进梁正循环动作上升开始；通过出料侧激光检测器检测到炉门板坯时，上升沿跳变信号，同时步进梁正循环下降动作结束；上升沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS1；下降沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS2；将平移缸位置传感器数值POS2减去平移缸位置传感器数值POS1，以得出板坯溢出量；判断板坯溢出量是否在有效值范围内；若是则出钢行程计算有效，若否则则出钢行程计算无效；当出钢行程计算是有效时，上位机下达板坯宽度W有效；当出钢行程计算是无效时，封锁自动出钢动作。本发明可确保步进梁在踏步时板坯溢出量数据的正确性和有效性。

Description

步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法

技术领域

本发明涉及一种步进式加热炉自动化控制方法，具体说涉及一种加热炉内板坯溢出量的时序控制方法。

背景技术

板坯在加热炉内正常运送情况下，步进梁采用正循环操作，即板坯向出钢侧移动。为了保温或处理故障，减少板坯在加热过程中长时间与步进梁的固定梁接触，使得板坯底出现温度差而产生水印，致使温度不均匀，对轧制板坯质量的影响等，步进梁采用踏步操作，板坯在加热炉内只做上、下运动。

国内外轧钢步进式加热炉出钢行程控制计算，一般都是采用SP＝L0+W/2-Lw计算公式，而厚板加热炉自动出钢行程计算也是如此。其中，“L0”为激光检测器到出炉辊道中心线(见图2)的距离(实测固定值)，“W”为板坯宽度，“Lw”为板坯溢出量(板坯前端距激光检测器的距离)。

从出钢机行程公式可知，能否保证出炉板坯在辊道上居中的两个主要因素是出炉板坯宽度和溢出量，而板坯宽度由上位机给出，属于炼钢连铸数据，误差在公差范围10-15mm内，可忽略不计。因此，造成板坯不能正常出钢的主要因素是溢出量计算值不正确的问题。针对此类问题，可大致可分为两种情况：

1、由于品种钢在生产中烧钢温度需求不同，会引起炉内炉温、炉压的频繁变化，这导致激光光源发生折射漂移等自然现象；由于已在软件上对检测器信号作了过滤处理而大大提高了板坯溢出量计算的准确性，因此这些自然现象可归纳为激光检测器本体信号引起的。

2、板坯溢出量控制时序上存在有缺陷，逻辑控制上未考虑到其他特殊动作情况，如板坯在激光被遮住且计算出正确的板坯溢出量等待轧线指令出钢，但轧线突发故障等原因，无法及时出钢，需要步进梁踏步等待轧线出钢指令。

然而厚板加热炉自动出钢行程计算也是遵循国内外轧钢步进式加热炉出钢行程控制计算原理来设计编程的。在实际生产中又遇到了加热炉步进梁踏步时引起板坯溢出量出现负值，数据有误，超出了有效值的范围，存在板坯溢出量控制时序上的缺陷，这影响到自动出钢行程计算，无法自动出钢；操作人员发现出炉板坯在出料辊道上的位置异常，就去现场手动干预修正位置，同时还需要操作人员通过操作终端手动补入出钢信息，耗时耗力。

谭志春发表的名称为“步进梁式加热炉出钢控制系统及改进”的论文，主要是针对板坯溢出量计算偏差大，通过处理步进梁托起板坯平移的过程中，炉内激光并没有检测到板坯，但步进梁托起板坯下降放在炉内固定梁的过程中，此时炉内激光检测到板坯的情况以及炉内步进梁上氧化铁皮干扰情况下的板坯溢出量。

现有的板坯溢出量控制原理分析如下：

首先说明何为步进梁正循环：步进梁一周期循环的运行轨迹近似矩形。如图1所示，步进梁依次作上升、前进、下降、后退，完成一个步进周期。板坯完成从固定梁上抬起最后落到固定梁上的过程。通过步进梁的上升、前进、下降、后退四个动作，将板坯平稳的从加热炉炉头的预热段经加热段送至均热段到达炉尾，使板坯达到出炉温度，并实现板坯在炉内的“轻托、轻放”。

动作原理如下：升降油缸活塞杆伸出，步进梁由“1”点位开始向“2”点位作上升运动→平移油缸活塞杆缩回驱动平移框架前进，步进梁由“2”点位运动到“3”点位→升降油缸活塞杆缩回，驱动升降框架下落，步进梁由“3”点运动到“4”点位→平移油缸活塞杆伸出，平移框架后退，步进梁由“4”点位运动到“1”点位。此时，步进梁完成一个正循环动作。

从图2中可以看出，步进梁通过正循环把板坯运送到达出炉侧激光定位点时，步进梁走完最后一个循环周期后停在后下位，而此时板坯宽度方向上前沿距激光检测器的距离就是溢出量。该溢出量是实际生产中板坯在炉内平移的过程中，激光检测器检测到板坯时，激光上升沿时平移油缸内的位移传感器的读数和步进梁前进到位时位移传感器的读数的差值来计算获得。其板坯溢出量控制流程如图3所示。从现有的板坯溢出量时序控制中，可以看出：在步进梁所有下降结束后，产生下降沿时读取了步进梁平移缸位置传感器数值POS2，未考虑到在实际生产中，板坯在激光被遮住且计算出正确的板坯溢出量时等待轧线指令出钢，但突发轧线故障等原因，无法及时出钢，需要步进梁踏步操作，等待后续轧线出钢指令。根据现有控制时序，步进梁踏步下降动作完成后，又读取了一次步进梁平移油缸位置传感器数值POS2’(此时步进梁处于后退到位位置)，又重新计算了一次板坯溢出量(POS2’-POS1(第一次读取值))，板坯溢出量此时就会出现了负值，超出了有效值的范围，自动出钢行程计算无效，无法自动出钢动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，以确保步进梁在踏步时板坯溢出量数据的正确性和有效性，提高加热炉自动出钢作业率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，板坯放置在加热炉内的步进梁上，在炉壁两侧布置有激光检测器，与步进梁的平移缸相对布置有位置传感器，控制方法包括：

步进梁正循环动作上升开始；

通过出料侧激光检测器检测到炉门板坯时，上升沿跳变信号，同时步进梁正循环下降动作结束；

上升沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS1；下降沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS2；

下一次步进梁正循环上升动作开始，在上升沿跳变信号后复位，将平移缸位置传感器数值POS2减去平移缸位置传感器数值POS1，以得出板坯溢出量；

判断板坯溢出量是否在有效值范围内；若是则出钢行程计算有效，若否则则出钢行程计算无效；

当出钢行程计算是有效时，上位机下达板坯宽度W有效；当出钢行程计算是无效时，封锁自动出钢动作。

板坯溢出量的有效值范围是一个步距之内。

板坯加热炉为双排布料，炉内激光检测器呈倾斜交叉安装。

炉内激光检测器包括倾斜交叉布置的2个炉内激光接收器和2个炉内激光发射器，分别支承安装在发射器支架和接收支架上。

本发明通过优化板坯溢出量的计算取值控制时序，确保了步进梁在踏步时板坯溢出量数据的正确性和有效性，提高加热炉自动出钢作业率。

附图说明

图1是步进梁运动轨迹示意图；

图2是炉内板坯溢出激光检测器位置示意图；

图3是现有板坯溢出量控制流程图；

图4是本发明一个实施例的步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法的流程图；以及

图5是炉内激光检测器安装位置示意。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。

如图4所示，板坯5放置在加热炉内的步进梁(图2)上，在炉壁两侧布置有激光检测器，与步进梁的平移缸相对布置有位置传感器，在一个实施例中，厚板的加热炉为双排布料，为满足对两排料的分别检测，炉内激光检测器呈倾斜交叉安装，如图5所示，包括倾斜交叉布置的2个炉内激光接收器和2个炉内激光发射器。本发明一个实施例的步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法包括：

步进梁正循环动作上升开始；

通过出料侧激光检测器检测到炉门板坯时，上升沿跳变信号，同时步进梁正循环下降动作结束；

上升沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS1；下降沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS2；

下一次步进梁正循环上升动作开始，在上升沿跳变信号后复位，将平移缸位置传感器数值POS2减去平移缸位置传感器数值POS1，以得出板坯溢出量；

判断板坯溢出量是否在有效值范围内；若是则出钢行程计算有效，若否则则出钢行程计算无效；

当出钢行程计算是有效时，上位机下达板坯宽度W有效；当出钢行程计算是无效时，封锁自动出钢动作。

上述的板坯溢出量的有效值范围是一个步距之内。

并且，板坯加热炉为双排布料，炉内激光检测器呈倾斜交叉安装，通常，厚板的加热炉为双排布料，如此可为满足对两排料的分别检测。

作为一个实施例，所述的炉内激光检测器包括倾斜交叉布置的2个炉内激光接收器1和2个炉内激光发射器2，分别支承安装在接收支架3和发射器支架4上(见图5)。

综上所述，本发明通过优化板坯溢出量的计算取值控制时序，确保了步进梁在踏步时板坯溢出量数据的正确性和有效性，提高加热炉自动出钢作业率。在一个应用实例，某钢厂厚板部5m产线加热炉上实施本发明效果良好。

应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，板坯放置在加热炉内的步进梁上，在炉壁两侧布置有激光检测器，与步进梁的平移缸相对布置有位置传感器，其特征在于，该控制方法包括：

步进梁正循环动作上升开始；

通过出料侧激光检测器检测到炉门板坯时，上升沿跳变信号，同时步进梁正循环下降动作结束；

上升沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS1；下降沿跳变信号后，读取步进梁平移缸位置传感器数值POS2；

下一次步进梁正循环上升动作开始，在上升沿跳变信号后复位，将平移缸位置传感器数值POS2减去平移缸位置传感器数值POS1，以得出板坯溢出量；

判断板坯溢出量是否在有效值范围内；若是则出钢行程计算有效，若否则则出钢行程计算无效；

当出钢行程计算是有效时，上位机下达板坯宽度W有效；当出钢行程计算是无效时，封锁自动出钢动作。

2.根据权利要求1所述的步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，其特征在于，板坯溢出量的有效值范围是一个步距之内。

3.根据权利要求1或2所述的步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，其特征在于，板坯加热炉为双排布料，炉内激光检测器呈倾斜交叉安装。

4.根据权利要求3所述的步进梁踏步时板坯溢出量时序控制方法，其特征在于，炉内激光检测器包括倾斜交叉布置的2个炉内激光接收器和2个炉内激光发射器，分别支承安装在发射器支架和接收支架上。