CN109434054B - 一种钢坯打号控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种钢坯打号控制方法及系统，方法包括：根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关控制输送辊道上的钢坯运行到称重辊的测量距离范围内；采集输送辊道送出端的环境温度，根据环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内得到钢坯到位信号；根据钢坯到位信号，利用安装在输送辊道下方的称重辊进行钢坯称重，得到钢坯重量；根据钢坯重量在预设范围内，利用打号机对钢坯进行打号；根据打号机打号完毕，且称重辊的称重值为零，控制输送辊道将钢坯移出称重辊的测量距离范围。本申请实施例根据两组对射开关的电平状态、输送辊道送出端的环境温度和称重辊的称重值控制打号机进行打号，避免了打空号或者重号的现象，提高了打号准确性。

Description

一种钢坯打号控制方法及系统

技术领域

本申请涉及钢坯生产技术领域，尤其涉及一种钢坯打号控制方法及系统。

背景技术

在钢铁行业连铸机生产线上，需要对切割完成的钢坯进行打号，以标识钢坯生产班次、批次等信息。目前，对钢坯打号有两种常用方式，一种是人工打号，另一种是利用打号机自动打号，两种方式都存在一定的问题。

人工打号的钢坯坯号容易掉落或刮蹭，无法适应钢铁产品储存运输的环境，同时，人工打号增加了操作人员的劳动强度，提高了人力成本。

现有技术中，打号机是根据检测元件检测到钢坯到位后进行打号，然而，由于打号现场环境复杂，检测元件容易受到误发信号的影响，会导致打号机出现打空号或是重号的现象，打号准确性有待提高，打号机仍然需要人工纠正，操作人员的劳动强度减小较为有限。另外，一旦打号机出现问题，将使得钢坯坯号混乱，给钢坯生产结算增加难度。

发明内容

本申请提供了一种钢坯打号控制方法及系统，以解决钢坯打号错误的问题。

第一方面，本申请提供了一种钢坯打号控制方法，该方法包括：

根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关控制所述输送辊道上的钢坯运行到称重辊的测量距离范围内，其中，每组所述对射开关分别设置在所述输送辊道的两侧，所述称重辊设置在所述输送辊道的下方；

采集所述输送辊道送出端的环境温度，根据所述环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内得到钢坯到位信号；

根据所述钢坯到位信号，利用安装在所述输送辊道下方的称重辊进行钢坯称重，得到钢坯重量；

根据所述钢坯重量在预设范围内，利用打号机对钢坯进行打号；

根据所述打号机打号完毕，且所述称重辊的称重值为零，控制所述输送辊道将所述钢坯移出所述称重辊的测量距离范围。

可选地，根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关控制输送辊道上的钢坯运行到称重辊的测量距离范围内，包括：

根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关均为第二预设电平，控制所述输送辊道的运行状态为快速输送；

根据设置在靠近所述输送辊道送入端的对射开关为第一预设电平，控制所述输送辊道的运行状态为慢速输送；

根据设置在靠近所述输送辊道送出端的对射开关为所述第一预设电平，控制所述输送辊道的运行状态为停止；

判断设置在靠近所述输送辊道送入端的对射开关是否为所述第一预设电平；

如果否，控制所述输送辊道后退，直到设置在靠近所述输送辊道送入端的对射开关为所述第一预设电平。

可选地，采集所述输送辊道送出端的环境温度，根据所述环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内得到钢坯到位信号，包括：

利用安装在所述输送辊道送出端的热敏电阻，实时获取所述输送辊道送出端的环境温度；

判断所述环境温度是否在预设的钢坯工作温度阈值范围内；

如果是，生成钢坯到位信号；

如果否，控制所述输送辊道前进，直到所述环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内。

可选地，所述利用安装在所述输送辊道下方的称重辊进行钢坯称重，包括：

将安装在所述输送辊道下方的称重辊抬起并托举钢坯；

利用所述称重辊测量托举的所述钢坯的钢坯重量；

将所述称重辊降落至所述输送辊道下方。

可选地，所述根据所述打号机打号完毕，且所述称重辊的称重值为零，之前还包括：

判断所述称重辊的称重值是否为零；

如果否，将所述称重值清零。

可选地，所述根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关控制所述输送辊道上的钢坯运行到称重辊的测量距离范围内，之前还包括：将两组对射开关之间的距离调整至钢坯长度范围内。

第二方面，本申请还提供了一种钢坯打号控制系统，该系统包括：输送辊道、称重辊、PLC控制装置、第一组对射开关和第二组对射开关和热敏电阻，其中，

所述输送辊道沿浇铸方向分别设置有所述第一组对射开关和第二组对射开关，所述第一组对射开关和第二组对射开关均包括一个发射端和一个接收端，所述发射端和接收端分别设置在所述输送辊道的两侧，所述第一组对射开关和第二组对射开关的高度均高于所述输送辊道的高度，小于或等于所述输送辊道的高度与钢坯厚度之和；

所述热敏电阻设置在所述输送辊道送出端，且位于所述第二组对射开关的前端；

所述称重辊设置在所述第一组对射开关和第二组对射开关之间的所述输送辊道下方，所述称重辊为可升降称重辊；

所述输送辊道、称重辊、第一组对射开关、第二组对射开关和热敏电阻均与所述PLC控制装置连接。

可选地，还包括上位机，所述上位机与所述PLC控制装置连接，所述上位机包括显示器。

可选地，还包括报警装置，所述报警装置与上位机连接。

本申请提供的钢坯打号控制方法及系统的有益效果包括：

本申请提供的钢坯打号控制方法，通过控制钢坯打号前的运输过程中，输送辊道的运行状态和对射开关的电平状态规律性变化，使得根据输送辊道的运行状态和对射开关的电平状态，可判断当前运输的钢坯是否打过号，避免了打重号；根据输送辊道送出端的环境温度在预设钢坯工作温度阈值范围内，获得钢坯到位信号，并利用称重辊得到钢坯重量，判断钢坯在输送辊道上，避免了打空号，提高了打号准确性；打号完毕后根据称重辊置零控制将钢坯继续传送，方便进行下一次打号，提高了钢坯打号的自动化、智能化水平。本申请实施例提供的打号机控制系统，通过在输送辊道两侧设置两组对射开关，在输送辊道送出端安装热敏电阻检测钢坯到位信号并与PLC控制装置连接，在输送辊道下方设置称重辊，当钢坯到达时能及时检测到，为打号机的顺利打号提供了保障。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种钢坯打号控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种钢坯输送控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种钢坯打号控制系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种称重辊的正面结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种称重辊的侧面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的一种钢坯打号控制方法的流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供的钢坯打号控制方法，具体包括以下步骤：

步骤S100：将两组对射开关之间的距离调整至钢坯长度范围内。

具体的，本申请实施例中，利用两组对射开关检测钢坯在打号之前是否停止到位，两组对射开关分别检测钢坯的坯头和坯尾，两组对射开关设置在运输钢坯的输送辊道上方，对射开关的设置高度h在h1-h2范围内，其中，h1为输送辊道高度，h2为输送辊道与钢坯厚度之和。每组对射开关包括一个发射端和一个接收端，发射端和接收端分别设置在输送辊道的两侧，对射开关与PLC控制装置连接，当对射开关的发射端和接收端之间有钢坯时，对射开关的信号被钢坯阻挡，向PLC控制装置发送遮挡信号，PLC控制装置根据遮挡信号判定钢坯到达对射开关的信号距离范围内。

为了防止钢坯的长度小于两组对射开关之间的距离，导致无法检测到坯头和坯尾，本申请实施例在检测之前，调节两组对射开关之间的距离，使该距离在钢坯长度范围内，确保钢坯的坯头和坯尾都能被检测到，提高了钢坯停止到位检测的准确性与可靠性。

步骤S110：根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关控制输送辊道上的钢坯运行到称重辊的测量距离范围内，其中，每组对射开关分别设置在输送辊道的两侧，称重辊设置在输送辊道的下方。

具体的，参见图2，为本申请实施例提供的一种钢坯输送控制方法的流程示意图，如图2所示，钢坯在打号前的输送控制具体包括以下步骤：

步骤S111：根据沿输送辊道浇铸方向设置的两组对射开关均为第二预设电平，控制输送辊道的运行状态为快速输送。

本申请实施例中，第二预设电平为低电平，第一预设电平为高电平，对射开关的发送端和接收端之间如果没有被钢坯遮挡，则不向PLC控制装置发送遮挡信号，PLC控制装置根据没有接收到遮挡信号，将两组对射开关设均置为第二预设电平，并控制输送辊道的运行状态为快速输送。

步骤S112：根据设置在靠近输送辊道送入端的对射开关为第一预设电平，控制输送辊道的运行状态为慢速输送。

待打号的钢坯的坯头首先到达第一组对射开关的信号距离范围内，第一组对射开关的发送端和接收端之间被遮挡，发送遮挡信号到PLC控制装置，PLC控制装置根据第一组对射开关发送的遮挡信号，将第一组对射开关设置为高电平，并控制输送辊道减速。

步骤S113：根据设置在靠近输送辊道送出端的对射开关为第一预设电平，控制输送辊道的运行状态为停止。

输送辊道继续传送，待打号的钢坯的坯头到达第二组对射开关的信号距离范围内，第二组对射开关的发送端和接收端之间被遮挡，发送遮挡信号到PLC控制装置，PLC控制装置根据第二组对射开关发送的遮挡信号，将第二组对射开关设置为高电平，并控制输送辊道停止传送。

步骤S114：判断设置在靠近输送辊道送入端的对射开关是否为第一预设电平。

由于用于测量钢坯重量的称重辊位于第一组对射开关和第二组对射开关之间的输送辊道下方，为了避免钢坯移出称重辊的测量距离范围，造成钢坯重量测量不准确，本申请实施例在步骤S113中判定钢坯的坯头到达第二组对射开关的信号距离范围内后，再次判断钢坯的坯尾是否仍然处于第一组对射开关的信号距离范围内，如果是，则第一组对射开关的控制信号应该为高电平，如果否，则第一组对射开关的控制信号将变回低电平。

步骤S115：如果是，控制或保持输送辊道的运行状态为停止。

如果第一组对射开关的控制信号为高电平，根据输送辊道的运行状态为运行，则控制为停止，根据输送辊道的运行状态为停止，则保持停止。

步骤S116：如果否，控制输送辊道后退，直到设置在靠近输送辊道送入端的对射开关为第一预设电平。

如果第一组对射开关的控制信号变回低电平，则表明钢坯已经超出称重辊的测量距离范围，需要将钢坯反向输送，直到PLC控制装置接收到第一组对射开关的遮挡信号，则控制输送辊道停止传送，即返回执行步骤S114，判断第一组对射开关的控制信号为高电平后，则执行步骤S115，控制输送辊道的运行状态为停止。

本申请实施例在钢坯打号前的运输过程中，控制输送辊道的运行状态为：快速前进-慢速前进-停止、或快速前进-慢速前进-停止-后退-停止；控制两组对射开关的电平状态为：(低电平，低电平)-(高电平，低电平)-(高电平，高电平)，或(低电平，低电平)-(高电平，低电平)-(高电平，高电平)-(低电平，高电平)-(高电平，高电平)，上述状态变化的规律性，使得根据输送辊道的运行状态和对射开关的电平状态，可判断当前运输的钢坯是否打过号，避免了打重号。

步骤S120：采集输送辊道送出端的环境温度，根据环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内得到钢坯到位信号。

具体的，本步骤内容包括：利用安装在输送辊道送出端的热敏电阻，实时获取输送辊道送出端的环境温度；判断环境温度是否在预设的钢坯工作温度阈值范围内；如果是，生成钢坯到位信号；如果否，控制输送辊道前进，直到环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内。

由于钢坯具有较高温度，因此当钢坯到达输送辊道送出端时，输送辊道送出端的环境温度也较高，通过将环境温度与预设的钢坯工作温度阈值范围相比较，可判断钢坯是否到达输送辊道送出端。

本申请实施例中，利用设置在输送辊道送出端的热敏电阻来测量环境温度，热敏电阻可将测得的环境温度发送到PLC控制装置，PLC控制装置根据环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内，生成钢坯到位信号，如果环境温度不在预设的钢坯工作温度阈值范围内，表示钢坯没有输送到输送辊道送出端，则控制输送辊道前进，直到环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内。

热敏电阻具有耐高温、不易损坏的优点，利用热敏电阻判断钢坯是否到位，具有稳定性高、可靠性佳等优点。

本申请实施例中，在两组对射开关确定钢坯在称重辊的测量距离范围内基础上，利用热敏电阻进一步确保了钢坯准确到位，不仅避免了打空号，还避免了钢坯位置过偏，保障了钢坯打号位置的稳定性，保障了称重辊称重的稳定性和准确性。

步骤S130：根据钢坯到位信号，利用安装在输送辊道下方的称重辊进行钢坯称重，得到钢坯重量。

具体的，本申请实施例中，称重辊为可升降升降辊，利用称重辊称重的方法包括以下步骤：将安装在输送辊道下方的称重辊抬起并托举钢坯；利用称重辊测量托举的钢坯的钢坯重量；将称重辊降落至输送辊道下方。

进一步的，称重辊可将钢坯重量发送到PLC控制装置，然后称重辊将称重值清零，防止影响下次称重。

步骤S140：根据钢坯重量在预设范围内，利用打号机对钢坯进行打号。

具体的，根据步骤S130获得钢坯准确到位和步骤S130获得钢坯重量正常的双重保障，则可判定输送辊道上确实有钢坯待打号，避免了打空号，此时，可利用PLC控制装置控制打号机对钢坯进行打号。

步骤S150：根据称重辊的称重值为零，控制输送辊道将钢坯移出称重辊的测量距离范围。

具体的，打号机打完号之后，PLC控制装置控制输送辊道前进，将钢坯移出称重辊的测量距离范围，等待下一次打号。

本申请实施例还提供了一种钢坯打号控制系统，配合上述钢坯打号控制方法可实现钢坯打号。参见图3，为本申请实施例提供的一种钢坯打号控制系统的结构示意图，如图3所示，本申请实施例提供的钢坯打号控制系统，设置在打号现场的输送辊道1、称重辊2、PLC控制装置3、第一组对射开关4、第二组对射开关5和设置在控制室内的上位机6、报警装置7和热敏电阻9。

具体的，输送辊道1沿浇铸方向分别设置有第一组对射开关4和第二组对射开关5，第一组对射开关4靠近输送辊道1送入端设置，位于输送辊道1送入端前方，包括一个发射端A1和一个接收端B1，第二组对射开关5靠近输送辊道1送出端设置，位于输送辊道1送出端后方，包括一个发射端A2和一个接收端B2，发射端A1和接收端B1、发射端A2和接收端B2分别设置在输送辊道1的两侧，第一组对射开关4和第二组对射开关5的高度均高于输送辊道1的高度，小于或等于输送辊道1的高度与钢坯8厚度之和，使得钢坯8经过第一组对射开关4或第二组对射开关5时，第一组对射开关4或第二组对射开关5之间的信号被遮挡。

称重辊2设置在第一组对射开关4和第二组对射开关5之间的输送辊道1下方，称重辊2为可升降称重辊，参见图4，为本申请实施例提供的一种称重辊的正面结构示意图，参见图5，为本申请实施例提供的一种称重辊的侧面结构示意图，如图4和图5所示，可升降称重辊包括托盘10、拉杆11、传感器12、支架13、称重台板14、基础15、辊道梁16、液压装置17、托辊18、碟簧19和垫圈20。三个托盘10沿辊道梁16的方向均布，上端略低于托辊18上表面，下端与称重台板14刚性连接，作用是当辊道梁16下降时托住钢坯8，并把钢坯8的重量传递给称重台板14。称重台板14由两个工字钢构成，两端通过拉杆11与传感器12相连，传感器12为称重传感器，传感器12的另一端通过支架13固定在基础15上。通过拉杆11可以调整称重台板14的水平度和垂直度，以保证传感器12只接受来自钢坯8的拉力，消除其它方向力的影响。传感器12安装在辊道梁16下方的支架13上，只受垂直方向的力。传感器12具有标准RS232输出接口，与PLC控制装置3连接，数据准确，工作稳定可靠。

液压装置17安装在辊道梁16的下方，主要作用是控制辊道梁16的升降。通过上下限位开关，可使辊道梁16在过钢时自动升起，称重时自动下降。

热敏电阻9设置在输送辊道送出端，且位于第二组对射开关5的前端。

输送辊道1、称重辊2、第一组对射开关4、第二组对射开关5和热敏电阻9均与PLC控制装置3连接，PLC控制装置3具体可选用西门子S7-300PLC，与上位机6连接，用于实现数据采集、处理、传输、查询，设备控制和运行等功能，上位机6设置有显示器，方便进行操作控制。

进一步的，上位机6还连接有报警装置7，当出现故障时报警装置7进行报警提示工作人员，上位机6在每个钢坯生产班次生成一次日志文件，日志文件内容包括每个班次时间内出现的故障称重值、故障时间和错误钢坯号，以便进行故障分析。

本申请实施例实施以后，将使钢坯自动打号更为准确，能提高钢坯号的准确率至少5％。同时，为炼钢厂提供及时、准确、全面的生产数据，实现钢坯管理自动化、智能化的目标，提高了生产管理水平和成本核算的精确性。

由以上实施例可见，本申请实施例提供的打号机控制方法，通过控制钢坯打号前的运输过程中，输送辊道的运行状态和对射开关的电平状态规律性变化，使得根据输送辊道的运行状态和对射开关的电平状态，可判断当前运输的钢坯是否打过号，避免了打重号；根据输送辊道送出端的环境温度在预设钢坯工作温度阈值范围内，获得钢坯到位信号，并利用称重辊得到钢坯重量，判断钢坯在输送辊道上，避免了打空号，提高了打号准确性；打号完毕后根据称重辊置零控制将钢坯继续传送，方便进行下一次打号，提高了钢坯打号的自动化、智能化水平。本申请实施例提供的打号机控制系统，通过在输送辊道两侧设置两组对射开关，在输送辊道送出端安装热敏电阻检测钢坯到位信号并与PLC控制装置连接，在输送辊道下方设置称重辊，当钢坯到达时能及时检测到，为打号机的顺利打号提供了保障。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (3)

1.一种钢坯打号控制方法，其特征在于，包括：

将沿输送辊道浇铸方向设置的第一组对射开关和第二组对射开关之间的距离调整至钢坯长度范围内，以确保所述钢坯的坯头和坯尾均被检测到，其中，所述第一组对射开关安装在输送辊道送入端，所述第二组对射开关安装在输送辊道送出端，所述第一组对射开关和第二组对射开关均包括一个发射端和一个接收端，分别设置在所述输送辊道的两侧，且高度均高于所述输送辊道的高度，小于或等于所述输送辊道的高度与钢坯厚度之和，使得当所述钢坯位于相对应的所述发射端和接收端之间时，所述钢坯对应位置的所述第一组对射开关或第二组对射开关为第一预设电平，当所述钢坯不在相对应的发射端和接收端之间时，所述钢坯对应位置的所述第一组对射开关或第二组对射开关为第二预设电平；

控制所述钢坯在所述输送辊道上运行，在所述第一组对射开关和第二组对射开关均为第一预设电平时控制所述输送辊道停止运行，使所述钢坯到达位于所述输送辊道下方、且位于所述第一组对射开关和第二组对射开关之间的称重辊的测量距离范围内；

通过安装在所述输送辊道的送出端、且位于所述第二组对射开关前端的热敏电阻采集所述输送辊道送出端的环境温度，若所述环境温度在预设的钢坯工作温度阈值范围内，生成钢坯到位信号，若所述环境温度不在所述工作温度阈值范围内，控制所述钢坯在所述输送辊道上运行，直到所述环境温度在所述工作温度阈值范围内；

根据所述钢坯到位信号，利用安装在所述输送辊道下方的称重辊进行钢坯称重，得到本次称重的钢坯重量；

在所述本次称重的钢坯重量在预设范围内，利用打号机对钢坯进行打号；

在所述打号机打号完毕后，将所述称重辊的称重值置零，根据所述称重辊的称重值为零，控制所述输送辊道将所述钢坯移出所述称重辊的测量距离范围。

2.如权利要求1所述的钢坯打号控制方法，其特征在于，所述控制所述钢坯在所述输送辊道上运行，还包括：

根据所述第一组对射开关和第二组对射开关均为第二预设电平，控制所述输送辊道的运行状态为快速输送；

根据所述第一组对射开关为第一预设电平，控制所述输送辊道的运行状态为慢速输送，根据所述第二组对射开关为所述第一预设电平，控制所述输送辊道的运行状态为停止；

判断所述第一组对射开关是否为所述第一预设电平；

如果否，控制所述输送辊道后退，直到所述第一组对射开关为所述第一预设电平。

3.如权利要求1所述的钢坯打号控制方法，其特征在于，所述利用安装在所述输送辊道下方的称重辊进行钢坯称重，包括：

将安装在所述输送辊道下方的称重辊抬起并托举钢坯；

利用所述称重辊测量托举的所述钢坯的钢坯重量；

将所述称重辊降落至所述输送辊道下方。