CN106311766A - 新型的测长系统 - Google Patents

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    • B21B38/04—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product

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Abstract

本发明公开了一种新型的测长系统，其特征在于，所述测长系统包括编码器检测单元、传动单元、PLC控制单元和人机接口HMI，编码器检测单元实现对被测对象板带传输长度的测量，所述传动单元设置在PLC控制单元和人机接口HMI之间，所述编码器检测单元主要由编码器组成，编码器安装在主电机轴端，与主电机同步转动。它能在质检中实现对板带的自动测长和定位。当经过退火酸洗后的热轧板带传送运输经过质检台时，质检人员若发现表面缺陷或其他质量问题便会按下停车按钮，质检人员对表面质量问题确认，同时PLC系统计算出表面缺陷部位与板带头部的长度距离，并在工控机存储和显示。

Description

新型的测长系统
技术领域
本发明涉及一种新型的测长系统，属于质量检测结构部件技术领域。
背景技术
目前板带质检中的测长装置都是测长轮， 其主要原理是利用滑轮与板带接触产生转动，通过计量转动的圈数便可测量板带长度，测长轮本身以圈为计量单元误差大，而且测长轮与板带之间容易滑动或接触不良，致使长度测量更加不准，另外其在使用中转轴磨损严重,故障率非常高。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一个接触式可调控新型的测长系统, 该系统是基于PLC技术和编码器检测技术的测长定位系统，它能在质检中实现对板带的自动测长和定位。当经过退火酸洗后的热轧板带传送运输经过质检台时，质检人员若发现表面缺陷或其他质量问题便会按下停车按钮，质检人员对表面质量问题确认，同时PLC系统计算出表面缺陷部位与板带头部的长度距离，并在工控机存储和显示。
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的技术方案如下：一种新型的测长系统，其特征在于，所述测长系统包括编码器检测单元、传动单元、PLC控制单元和人机接口HMI，编码器检测单元实现对被测对象板带传输长度的测量，所述传动单元设置在PLC控制单元和人机接口HMI之间。
作为本发明的一种改进，所述编码器检测单元主要由编码器组成，编码器安装在主电机轴端，与主电机同步转动。通常情况下，板带与传动辊紧密接触，接触处板带的线速度与传动辊的线速度相等，通过计算辊子转过的距离即可计算出板带走过的长度；
作为本发明的一种改进，所述PLC控制单元包括PLC主站，PLC实现长度计算、板带运送启停控制逻辑、长度计量控制逻辑等功能。
作为本发明的一种改进，所述人机接口HMI安装在操作台，HMI上有测长启动按钮、测长停止按钮、测长复位按钮，有板带速度显示、长度累计显示。
作为本发明的一种改进，所述传动单元包括传动装置和传动辊。安装在电机轴后的编码器一般使用增量型编码器，当电机转动时，编码器发出连续的脉冲信号，脉冲信号传送到变频器控制板处理器，控制板里的累计器对脉冲数累计处理，累计值通过DP通讯传到PLC控制单元，当累计器里的累计数达到上限值时，累计器自动清零，发出清零信号给PLC，PLC根据实时传送的脉冲累计值和清零信号对传送的数据进行处理，最终得到所需的计量长度值。当板带焊缝到达质检台后的液压剪时，液压剪动作分段板带，同时给PLC发送动作完成信号，PLC对长度测量值自动清零，当板带运输重新启动时，电机转动，电机通过减速箱驱动运送辊转动，板带走过的长度增加，长度测量值也增加，电机转过的总圈数N用编码器计量,其值分别除以减速比K即为辊子转过的总圈数n,辊子总周长乘以总圈数即为板带传送测量值L=2πr* n，设质检台距离液压剪的距离为L0,则L+L0即为质检台与板带头部实时距离.若质检台处板带表面有缺陷或其他质量问题,则L+L0即为表面缺陷离板带头部的距离。
相对于现有技术，该技术方案的优点如下：该系统应用传感器检测技术和PLC控制技术，在人工启停操作的情况下实现对板带长度自动计量，并按照板带ID号对板带长度计量值自动存储，其对板带长度测量的准确性、可靠性及操作的灵活性都是测长轮所无法比拟的。因此，它不仅为质检测长提供了一种有效的测量装置，而且在其他生产中的应用中也会得到不断推广。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为自动测长流程图；
图3为PLC系统结构示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步介绍本发明。
实施例1：参见图1-图3，一种新型的测长系统，所述测长系统包括编码器检测单元、传动单元、PLC控制单元和人机接口HMI，编码器检测单元实现对被测对象板带传输长度的测量，所述传动单元设置在PLC控制单元和人机接口HMI之间。所述编码器检测单元主要由编码器组成，编码器安装在主电机轴端，与主电机同步转动。通常情况下，板带与传动辊紧密接触，接触处板带的线速度与传动辊的线速度相等，通过计算辊子转过的距离即可计算出板带走过的长度；所述PLC控制单元包括PLC主站，PLC实现长度计算、板带运送启停控制逻辑、长度计量控制逻辑等功能。所述人机接口HMI安装在操作台，HMI上有测长启动按钮、测长停止按钮、测长复位按钮，有板带速度显示、长度累计显示。
作为本发明的一种改进，所述传动单元包括传动装置和传动辊。
工作原理：参见图1-3，新型的测长系统，质检长度计量系统包括PLC控制单元和人机接口（HMI），编码器检测单元，变频传动单元，PLC控制单元由西门子S7-400系列PLC系列构成，西门子PLC性能稳定，处理速度快，功能强大，组网能力也相当强。整个控制系统包括一个PLC主站。PLC主站由一个S7-400的CPU(型号6ES7 416-2XN05-0AB0)，一个CP443-1工业以太网通信模块(型号6GK7 443-1EX11-0XE0)，一个DP 通讯模块(型号6GK7 443-5DX04-0XE0)以及相应的机架模块和电源模块。主要完成对信号输入输出处理，逻辑计算，通讯处理等。变频传动单元（型号6SE7031-8EF60）主要包括CUCV控制板、功率单元、DP通讯模块CBP2，CUCV控制板上有数字输入/输出、模拟输入/输出通道，完成对启停控制信号或联锁报警信号的输入采集和对输出信号的输出，脉冲输入通道完成对编码器脉冲信号的采集，CUCV控制板集成有累加器，完成对编码器脉冲的累加计数功能，变频器通过DP通讯板CBP2与PLC交换数据。HMI由两台惠普工控机组成。主要显示现场检测到的实时长度，板带传输速度，执行机构的运动状态，以及作为操作人员的手动操作界面。工控机与PLC之间以以太网通讯协议实现数据互换。PLC系统图如图3所示。传感器单元相当于整个计量系统的眼睛，主要完成对转动圈数的测量，本系统选用库伯勒增量型光电编码器，编码器分辨率为1024，最大脉冲频率为300KHz,输出为RS422信号。防护等级为IP67。执行机构包括1个西门子变频器和变频电机。变频器实现对电机的调速控制，保证电机在频繁启停过程中加减速平滑，不受过电流冲击，降低能耗，延长使用寿命。变频电机通过减速箱驱动传动辊。由于采用变频传动，保证了电机的平滑启停和平稳运行，减少了板带与传动辊之间的滑差，从而保证了测长精度。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.一种新型的测长系统，其特征在于，所述测长系统包括编码器检测单元、传动单元、PLC控制单元和人机接口HMI，编码器检测单元实现对被测对象板带传输长度的测量，所述传动单元设置在PLC控制单元和人机接口HMI之间。
2.根据权利要求1所述的新型的测长系统，其特征在于，所述编码器检测单元主要由编码器组成，编码器安装在主电机轴端，与主电机同步转动。
3.根据权利要求1所述的新型的测长系统，其特征在于，所述PLC控制单元包括PLC主站，PLC实现长度计算、板带运送启停控制逻辑、长度计量控制逻辑等功能。
4.根据权利要求2或3所述的新型的测长系统，其特征在于，所述人机接口HMI安装在操作台，HMI上有测长启动按钮、测长停止按钮、测长复位按钮，有板带速度显示、长度累计显示。
5.根据权利要求1所述的新型的测长系统，其特征在于，所述传动单元包括传动装置和传动辊。
6.新型的测长系统的测量方法，其特征在于，所述方法如下：当电机转动时，编码器发出连续的脉冲信号，脉冲信号传送到变频器控制板处理器，控制板里的累计器对脉冲数累计处理，累计值通过DP通讯传到PLC控制单元，当累计器里的累计数达到上限值时，累计器自动清零，发出清零信号给PLC，PLC根据实时传送的脉冲累计值和清零信号对传送的数据进行处理，最终得到所需的计量长度值；当板带焊缝到达质检台后的液压剪时，液压剪动作分段板带，同时给PLC发送动作完成信号，PLC对长度测量值自动清零，当板带运输重新启动时，电机转动，电机通过减速箱驱动运送辊转动，板带走过的长度增加，长度测量值也增加，电机转过的总圈数N用编码器计量,其值分别除以减速比K即为辊子转过的总圈数n,辊子总周长乘以总圈数即为板带传送测量值L=2πr* n，设质检台距离液压剪的距离为L0,则L+L0即为质检台与板带头部实时距离，若质检台处板带表面有缺陷或其他质量问题,则L+L0即为表面缺陷离板带头部的距离。
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