CN105701310A - 一种钢板展宽热放尺量的计算方法及系统 - Google Patents

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向军
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Abstract

本发明公开了一种钢板展宽热放尺量的计算方法及系统，属于钢板精整生产领域，其计算方法为：步骤1)通过MES系统内部生成不同成品钢板的目标数据库；步骤2)通过工控机接收步骤1)中由MES系统提供的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据；步骤3)通过高温计检测步骤2)中所述在线待精整钢板的温度；步骤4)通过PLC程控器实时接收步骤2)中由工控机传输的目标数据及步骤3)中由高温计获得的温度数据，并根据该目标数据和温度数据执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算。该计算方法实现精整工序中钢板在长度方向及宽度方向热放尺量的快速有效计算，其计算简单，误差小，程序轻巧，执行效率高，能在生产中获得可观的经济效益。

Description

一种钢板展宽热放尺量的计算方法及系统
技术领域
本发明属于钢板精整生产领域，具体涉及一种钢板展宽热放尺量的计算方法及系统。
背景技术
现有技术中，中厚板生产线精整工序中由于钢板的热胀冷缩特性，在定宽的双边剪，圆盘剪剪切过程中需在宽度方向放尺，在定长的定尺剪剪切过程中需在长度方向放尺。计算钢材热膨胀的理论方法有多种，且不同材质的钢板热膨胀系数也不相同，在不同的温度段，不同的气压下热膨胀系数也不相同。在实际生产中生产工人经常根据经验及质量标准进行放尺。而所生产钢板在长度方向及宽度方向的正公差量比较大，工人对每块钢板都要计算增加了劳动强度，同时，由于经验等原因容易出现短尺，窄尺等质量事故，推高了生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能实现实时测量，快速计算，结果有效，误差小的钢板展宽热放尺量的计算方法及系统。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供一种钢板展宽热放尺量的计算方法，具体包括如下步骤：
步骤1)通过MES系统内部生成不同成品钢板的目标数据库；
步骤2)通过工控机接收步骤1)中由MES系统提供的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据；
步骤3)通过高温计检测步骤2)中所述在线待精整钢板的温度；
步骤4)通过PLC程控器实时接收步骤2)中由工控机传输的目标数据及步骤3)中由高温计获得的温度数据，并根据该目标数据和温度数据执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算。
进一步，所述计算方法具体为：
该在线待精整钢板在宽度方向的热放尺量表示为：d＝D*SI*k；
该在线待精整钢板在长度方向的热放尺量表示为：l＝L*SI*k；
其中，d表示该在线待精整钢板在宽度方向的热放尺量，单位为mm；l表示该在线待精整钢板在长度方向的热放尺量，单位为mm；D表示该在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标宽度，单位为mm；L表示该在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标长度，单位为mm；SI表示该在线待精整钢板的展宽温度，单位为℃；k表示该在线待精整钢板的展宽系数，单位为1/℃。
进一步，所述展宽系数K的取值范围为1.0*10-5-1.6*10-5。
进一步，在步骤2)中，还通过HMI画面实时显示工控机接收的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据。
进一步，在步骤4)中，所述PLC程控器计算得出的该在线待精整钢板展宽热放尺量通过工控机传输至HMI画面上，并由HMI画面实时显示。
进一步，在步骤1)中，所述MES系统内部生成的目标数据库可由ERP系统提供。
本发明还提供一种钢板展宽热放尺量的系统，包括工控机、与工控机分别连接的MES系统和PLC程控器、以及与PLC程控器连接的高温计；生产过程中，MES系统用于建立不同成品钢板的目标数据库，工控机用于将MES系统提供的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据传输至PLC程控器上，高温计用于检测该在线待精整钢板的温度，PLC程控器用于接收由工控机传输的目标数据及由高温计获得的温度数据，并根据该目标数据和温度数据执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算。
进一步，还包括与工控机连接的HMI画面，所述HMI画面用于实时显示由MES系统传输给工控机接收的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据。
进一步，所述PLC程控器计算得出的该在线待精整钢板展宽热放尺量通过工控机传输至HMI画面上，并在HMI画面上实时显示。
进一步，还包括与MES系统连接的ERP系统，所述ERP系统用于向MES系统内部生成的不同成品钢板的目标数据库提供实时信息数据。
本发明的有益效果在于：该计算方法实现了精整工序中钢板在长度方向及宽度方向热放尺量的快速有效计算，其计算简单，误差小，程序轻巧，执行效率高。该系统应用于双边剪可有效减少钢板宽度方向的热放尺量，应用于定尺剪可有效减少钢板长度方向的热放尺量，能在生产中获得可观的经济效益。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明钢板展宽热放尺量的系统原理图；
附图标记：1-工控机；2-MES系统；3-PLC程控器；4-高温计；5-HMI画面；6-ERP系统。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示：本发明一种钢板展宽热放尺量的系统，包括工控机1、与工控机1分别连接的MES系统2和PLC程控器3、以及与PLC程控器3连接的高温计4。
生产过程中，MES系统2即制造执行系统，可提供制造数据的管理平台，其内部可用于建立由不同成品钢板生成的目标数据库，并可从该目标数据库中提取与在线待精整钢板所要生产成品钢板的对应目标数据，及通过工控机1将该目标数据传输至PLC程控器3上，同时，高温计4可用于检测该在线待精整钢板在剪切前的温度，并将其获得的相应温度数据也传输至PLC程控器3上，而可编程的PLC程控器3则接收由工控机1传输的目标数据和由高温计4获得并传输的温度数据，并根据该目标数据和温度数据通过特定的计算公式执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算。所述在线待精整钢板展宽热放尺量包括在长度方向的热放尺量和在宽度方向的热放尺量。该在线待精整钢板经轧制后为中厚板。通过验证，该系统能有效、合理的对在线待精整钢板进行热放尺量的生产，即应用于双边剪可有效减少钢板宽度方向的热放尺量，应用于定尺剪可有效减少钢板长度方向的热放尺量，在生产中可获得可观的经济效益，提高产品成材率，降低成本，满足生产所需。
本实施例中，还包括与工控机1连接的具有人机界面功能的HMI画面5，所述HMI画面5用于实时显示由MES系统2传输给工控机1接收的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据，该目标数据包括所生产钢板的批号和规格等，该规格包括该在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标宽度和目标长度。同时，所述PLC程控器3也将计算得出的该在线待精整钢板展宽热放尺量通过工控机1传输至HMI画面5上，并在HMI画面5上实时显示。
本实施例中，还包括与MES系统2连接的ERP系统6，所述ERP系统6用于向MES系统2内部建立的由不同成品钢板生成的目标数据库提供实时信息数据，这样可以减少现场对MES系统2的操作，提高工作效率。
本实施例中，所述高温计4为光学高温计，可进行自动的连续测量。当然，在不同的实例中，还可以采用辐射高温计，同样可以达到上述目的。
本发明提供一种钢板展宽热放尺量的计算方法，具体包括如下实施步骤：
步骤1)通过MES系统2内部生成不同成品钢板的目标数据库；该MES系统2内部生成的目标数据库可由ERP系统6提供。
步骤2)通过工控机1接收步骤1)中由MES系统2提供的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据；该目标数据可通过工控机1传递在HMI画面5上并被实时显示出来。
步骤3)通过高温计4检测步骤2)中所述在线待精整钢板的温度；
步骤4)通过PLC程控器3实时接收步骤2)中由工控机1传输的目标数据及步骤3)中由高温计4获得的温度数据，并根据该目标数据和温度数据通过特定的计算公式执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算，该PLC程控器3计算得出的该在线待精整钢板展宽热放尺量可通过工控机1传输至HMI画面5上，并由HMI画面实时显示出来。
具体的，因所测量对象为中厚板生产中的精整工序，其在线待精整钢板在进入剪切前的温度已降到一定的范围内，且该钢板的长度，宽度也在一定范围内。所述目标数据包括该在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标宽度D和目标长度L，其单位为毫米；所述展宽热放尺量包括该在线待精整钢板在宽度方向的热放尺量d和在长度方向的热放尺量为l，其单位也为毫米；所述在线待精整钢板在剪切前的温度为SI，其单位为摄氏度；所述计算方法具体表示为：d＝D*SI*k；l＝L*SI*k；其中k为该在线待精整钢板的展宽系数(或热膨胀系数)，其单位为1/℃，取值范围为1.0*10-5-1.6*10-5，优选的为1.0*10-5，能够满足绝大部分不同种类钢板的展宽热放尺量，如普碳钢，特别的如不锈钢为1.6*10-5，其他各个钢种略有差异但大部分都在这一个范围内。虽然高温计4测量存在测量误差，PLC控制器3运算存在计算误差，不同的钢板材质存在不同的金属热膨胀系数，但该展宽热放尺量d和l的计算式为在一定温度范围内的钢板展宽热放尺量的微分计算的近似式，即为满足产品质量要求且尽量小，运算快速的给出热放尺量，通过各种理论方法计算，结果比较得出与该近似式计算的值误差比较小，计算值满足要求，同时，程序编制简单，实现容易。
总的来说，该计算方法实现了精整工序中钢板在长度方向及宽度方向热放尺量的快速有效计算，其计算简单，误差小，程序轻巧，执行效率高。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种钢板展宽热放尺量的计算方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1)通过MES系统内部生成不同成品钢板的目标数据库；
步骤2)通过工控机接收步骤1)中由MES系统提供的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据；
步骤3)通过高温计检测步骤2)中所述在线待精整钢板的温度；
步骤4)通过PLC程控器实时接收步骤2)中由工控机传输的目标数据及步骤3)中由高温计获得的温度数据，并根据该目标数据和温度数据执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算。
2.根据权利要求1所述钢板展宽热放尺量的计算方法，其特征在于所述计算方法具体为：
该在线待精整钢板在宽度方向的热放尺量表示为：d＝D*SI*k；
该在线待精整钢板在长度方向的热放尺量表示为：l＝L*SI*k；
其中，d表示该在线待精整钢板在宽度方向的热放尺量，单位为mm；l表示该在线待精整钢板在长度方向的热放尺量，单位为mm；D表示该在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标宽度，单位为mm；L表示该在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标长度，单位为mm；SI表示该在线待精整钢板的展宽温度，单位为℃；k表示该在线待精整钢板的展宽系数，单位为1/℃。
3.根据权利要求2所述钢板展宽热放尺量的计算方法，其特征在于：所述展宽系数K的取值范围为1.0*10-5-1.6*10-5。
4.根据权利要求1-3任一所述钢板展宽热放尺量的计算方法，其特征在于：在步骤2)中，还通过HMI画面实时显示工控机接收的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据。
5.根据权利要求4所述钢板展宽热放尺量的计算方法，其特征在于：在步骤4)中，所述PLC程控器计算得出的该在线待精整钢板展宽热放尺量通过工控机传输至HMI画面上，并由HMI画面实时显示。
6.根据权利要求1所述钢板展宽热放尺量的计算方法，其特征在于：在步骤1)中，所述MES系统内部生成的目标数据库可由ERP系统提供。
7.一种钢板展宽热放尺量的系统，其特征在于：包括工控机、与工控机分别连接的MES系统和PLC程控器、以及与PLC程控器连接的高温计；生产过程中，MES系统用于建立不同成品钢板的目标数据库，工控机用于将MES系统提供的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据传输至PLC程控器上，高温计用于检测该在线待精整钢板的温度，PLC程控器用于接收由工控机传输的目标数据及由高温计获得的温度数据，并根据该目标数据和温度数据执行该在线待精整钢板展宽热放尺量的计算。
8.根据权利要求7所述钢板展宽热放尺量的系统，其特征在于：还包括与工控机连接的HMI画面，所述HMI画面用于实时显示由MES系统传输给工控机接收的在线待精整钢板所要生成成品钢板的目标数据。
9.根据权利要求8所述钢板展宽热放尺量的系统，其特征在于：所述PLC程控器计算得出的该在线待精整钢板展宽热放尺量通过工控机传输至HMI画面上，并在HMI画面上实时显示。
10.根据权利要求7所述钢板展宽热放尺量的系统，其特征在于：还包括与MES系统连接的ERP系统，所述ERP系统用于向MES系统内部生成的不同成品钢板的目标数据库提供实时信息数据。
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