CN109238418A - 一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统及其方法 - Google Patents

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魏丰雷
温晓明
李秀云
刘吉星
齐文强
屈健
常亮
田坤
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Abstract

本发明涉及一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统及其方法，包括钢坯的运输辊道、辊道衡、可编程逻辑控制器、称重控制器、位置开关、生产计算机系统、计量计算机系统，计量方法，其计量方法包括以下步骤：将钢坯运输到称重位置，即辊道衡上方的运输辊道上；判断钢坯到位信息；称重控制器接收到称重请求和钢坯号后，开始称重；判定是否满足称量条件；计量计算机系统接收到钢坯号和重量后，进行保存动作。本发明可以自动完成钢坯计量及钢坯完整信息传递功能，不需要人工参与，避免了因人工操作失误或不及时造成的钢坯计量时信息传递错误，使生产自动化网和计量网络实现了物理隔离，从而完全避免了生产网络和计量网络间的病毒传播和网络攻击。

Description

一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统及其方法
技术领域
本发明涉及辊道称重设备领域，具体涉及一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统及其方法。
背景技术
辊道衡是用于辊道运输的钢坯进行在线计量的常用计量设备，安装在钢坯辊道的某平直段，当钢坯经辊道运输到达辊道衡上辊道段后，钢坯停止运行，进行静态称重，称重完成后，钢坯继续由辊道运输到下一工序。由于钢坯编号、重量等不同，需要对每一支钢坯进行准确区分，确定钢坯的坯号、重量和计量时间并作为整体传递给其他信息化系统，用于钢坯计量信息的管理与统计分析。传统采用以下三种技术方案：方案一、计量员采用手工记录计量信息事后录入计算机系统；方案二、通过计算机系统操作界面录入钢坯的坯号、钢种、规格并与从辊道衡采集的重量数据进行人工匹配；方案三、通过以太网从生产自动化系统采集钢坯的编号、钢种、规格，从辊道衡采集的重量数据，事后进行人工匹配。
以上方式需要配备大量的计量员现场操作，容易出现输入错误或数据确认不准确等问题。同时方案二和方案三需要解决生产网与计量网之间的通讯案例问题，增加防火墙等额外投资，同时网络安全得不到完全保障，生产自动化系统受到病毒攻击等网络安全威胁。
发明内容
为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统及其方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统，包括钢坯的运输辊道、辊道衡、可编程逻辑控制器(PLC)、称重控制器、位置开关、生产计算机系统、计量计算机系统，所述辊道衡安装在钢坯运输辊道的其中一个平直段运输辊道下方，所述辊道衡的前后两侧分别设有位置开关，所述可编程逻辑控制器通过串口或者以太网通讯与生产计算机系统相连，可编程逻辑控制器通过串口通讯与称重控制器相连，称重控制器通过以太网通讯与计量计算机系统相连接，可编程逻辑控制器通过电气信号与运输设备开关相连接。
具体地，所述位置开关采用红外对射装置。
利用上述一种基于称重控制器的辊道衡自动计量计量系统的计量方法，包括以下步骤：
D1根据可编程逻辑控制器(PLC)内设定的程序，驱动运输辊道，将钢坯运输到称重位置，即辊道衡上方的运输辊道上；
D2判断钢坯到位信息，停止运输辊道，确认满足称重条件后，发送称重请求和钢坯号给称重控制器；
D3称重控制器接收到称重请求和钢坯号后，开始称重；
D4判定是否满足称量条件
如果判定重量稳定满足条件后，即称重控制器处于静态时，表面重量稳定满足条件，然后读取并保存重量，将钢坯号和重量一起反馈给可编程逻辑控制器(PLC),可编程逻辑控制器，同时发送给计量计算机系统；
如果判定重量不稳定，不满足称量条件，那么返回重新判定重量是否稳定，是否满足称量条件；
D5可编程逻辑控制器接收到钢坯号和重量后，计量计算机系统接收到钢坯号和重量后，进行保存动作，再次驱动运输辊道将已测量的钢坯运输到下一工序，同时将待测量的钢坯运输重复D1-D5步骤。
具体地，所述步骤D2中，通过由生产计算机系统通过红外线对射计数装置判断是否到位。
具体地，所述步骤D2中，是否满足称重条件的判断方法，在所述辊道衡的前后方向，在运输辊道的上方设置红外对射装置，红外对射装置将信号传送给生产计算机系统，如果红外对射之间无遮挡，则说明钢坯完全位于辊道衡上方，判定为满足称重条件，如果有遮挡，则说明钢坯未完全位于辊道衡上方，不满足称重条件。
本发明具有以下有益效果：本发明可以自动完成钢坯计量及钢坯完整信息传递功能，不需要人工参与，避免了因人工操作失误或不及时造成的钢坯计量时信息传递错误；称重控制器与可编程逻辑控制器(PLC)通讯采用串口通讯方式，称重控制器与计量计算机系统采用以太网通讯方式，可编程逻辑控制器(PLC)与计量计算机无法直接通讯，需要通过称重控制器进行按固定协议的进行信息转换和分别通讯，使生产自动化网和计量网络实现了物理隔离，从而完全避免了生产网络和计量网络间的病毒传播和网络攻击。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
相关术语解释：
辊道衡：一台实际安装在辊道上的称重计量装置，提供被称物品的重量等计量信息。
可编程逻辑控制器(PLC)：它是可编程的一种控制器，可按照预先编制并下装到其内部存储的程序，执行一些逻辑运算、算术运算、定时、计数等指令，并通过数字或模拟式输入/输出信号检测和或控制各种类型的设备，实现一定的控制功能。
串口通讯：采用串行方式进行通讯，实现设备与计算机间的信息交互，一般包括RS232C、RS485、RS422、电流环等常用通讯协议。
钢坯：在炼钢生产车间用钢水浇铸并切割成规则形关的固态钢，用于轧钢生产。
根据图1、图2所示的一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统，包括钢坯的运输辊道、辊道衡、可编程逻辑控制器(PLC)、称重控制器、位置开关、计量计算机系统，所述辊道衡安装在钢坯运输辊道的其中一个平直段运输辊道下方，所述辊道衡的前后两侧分别设有位置开关，所述可编程逻辑控制器通过串口或者以太网通讯与生产计算机相连，可编程逻辑控制器通过串口通讯与称重控制器相连，称重控制器通过以太网通讯与计量计算机相连接，可编程逻辑控制器通过电气信号与运输设备开关相连接。
具体地，所述位置开关采用红外对射装置。
利用上述一种基于称重控制器的辊道衡自动计量计量系统的计量方法，包括以下步骤：
D1根据可编程逻辑控制器(PLC)内设定的程序，驱动运输辊道，将钢坯运输到称重位置，即辊道衡上方的运输辊道上；
D2判断钢坯到位信息，停止运输辊道，确认满足称重条件后，发送称重请求和钢坯号给称重控制器；
D3称重控制器接收到称重请求和钢坯号后，开始称重；
D4判定是否满足称量条件
如果判定重量稳定满足条件后，即称重控制器处于静态时，表面重量稳定满足条件，然后读取并保存重量，将钢坯号和重量一起反馈给可编程逻辑控制器(PLC),可编程逻辑控制器，同时发送给计量计算机系统；
如果判定重量不稳定，不满足称量条件，那么返回重新判定重量是否稳定，是否满足称量条件；
D5可编程逻辑控制器接收到钢坯号和重量后，计量计算机系统接收到钢坯号和重量后，进行保存动作，再次驱动运输辊道将已测量的钢坯运输到下一工序，同时将待测量的钢坯运输重复D1-D5步骤。
具体地，所述步骤D2中，通过由生产计算机系统通过红外线对射计数装置判断是否到位。
具体地，所述步骤D2中，是否满足称重条件的判断方法，在所述辊道衡的前后方向，在运输辊道的上方设置红外对射装置，红外对射装置将信号传送给生产计算机系统，如果红外对射之间无遮挡，则说明钢坯完全位于辊道衡上方，判定为满足称重条件，如果有遮挡，则说明钢坯未完全位于辊道衡上方，不满足称重条件。
本发明中，计量计算机系统采用以太网通讯方式，称重控制器既完成称重功能，同时也是信息通讯的关键中间节点，将可编程逻辑控制器(PLC)中的钢坯信号间接传递到计量计算机系统，使生产自动化网和计量网络实现了物理隔离。
称重控制器与可编程逻辑控制器(PLC)通讯采用串口通讯方式，称重控制器与计量计算机系统采用以太网通讯方式，可编程逻辑控制器(PLC)与计量计算机无法直接通讯，需要通过称重控制器进行按固定协议的进行信息转换和分别通讯，使生产自动化网和计量网络实现了物理隔离，从而完全避免了生产网络和计量网络间的病毒传播和网络攻击。
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统，其特征在于：包括钢坯的运输辊道、辊道衡、可编程逻辑控制器、称重控制器、位置开关、生产计算机系统、计量计算机系统，所述辊道衡安装在钢坯运输辊道的其中一个平直段运输辊道下方，所述辊道衡的前后两侧分别设有位置开关，所述可编程逻辑控制器通过串口或者以太网通讯与生产计算机系统相连，可编程逻辑控制器通过串口通讯与称重控制器相连，称重控制器通过以太网通讯与计量计算机系统相连接，可编程逻辑控制器通过电气信号与运输设备开关相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于称重控制器的辊道衡自动计量系统，其特征在于：具体地，所述位置开关采用红外对射装置。
3.利用权利要求2中所述的一种基于称重控制器的辊道衡自动计量计量系统的计量方法，其特征在于：包括以下步骤：
D1根据可编程逻辑控制器内设定的程序，驱动运输辊道，将钢坯运输到称重位置，即辊道衡上方的运输辊道上；
D2判断钢坯到位信息，停止运输辊道，确认满足称重条件后，发送称重请求和钢坯号给称重控制器；
D3称重控制器接收到称重请求和钢坯号后，开始称重；
D4判定是否满足称量条件
如果判定重量稳定满足条件后，即称重控制器处于静态时，表面重量稳定满足条件，然后读取并保存重量，将钢坯号和重量一起反馈给可编程逻辑控制器,可编程逻辑控制器，同时发送给计量计算机系统；
如果判定重量不稳定，不满足称量条件，那么返回重新判定重量是否稳定，是否满足称量条件；
D5可编程逻辑控制器接收到钢坯号和重量后，计量计算机系统接收到钢坯号和重量后，进行保存动作，再次驱动运输辊道将已测量的钢坯运输到下一工序，同时将待测量的钢坯运输重复D1-D5步骤。
4.根据权利要求3所述的一种基于称重控制器的辊道衡自动计量计量系统的计量方法，其特征在于：所述步骤D2中，通过由生产计算机系统通过红外线对射计数装置判断是否到位。
5.根据权利要求3所述的一种基于称重控制器的辊道衡自动计量计量系统的计量方法，其特征在于：所述步骤D2中，是否满足称重条件的判断方法，在所述辊道衡的前后方向，在运输辊道的上方设置红外对射装置，红外对射装置将信号传送给生产计算机系统，如果红外对射之间无遮挡，则说明钢坯完全位于辊道衡上方，判定为满足称重条件，如果有遮挡，则说明钢坯未完全位于辊道衡上方，不满足称重条件。
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