CN109590335B - 一种防止钢坯头顶尾的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止钢坯头顶尾的控制系统及方法，包括控制器以及分别和控制器连接的第一热检测器和第二热检测器；所述第一热检测器和第二热检测器沿着出炉辊道设置在出炉辊道旁；其中在钢坯出炉方向上，第二热检测器在第一热检测器前方；所述第一热检测器和第二热检测器存在一定的间距；其中第二热检测器到出炉辊道轧机侧一端的距离小于一条钢坯的规定长度，本发明能够检测出出炉辊道相邻两根钢坯出现头顶尾的情况，并且在出现上述情况时自动调整钢坯之间的间距，防止钢坯要进行切废的事故发生。

Description

一种防止钢坯头顶尾的控制系统及方法

技术领域

本发明属于连轧生产线自动控制技术领域，特别涉及一种防止钢坯头顶尾的控制系统及方法。

背景技术

轧钢厂二棒工序由一座蓄热式步进加热炉和一条棒材轧制生产线组成。正常生产流程是：钢坯入炉，在加热炉内加热到所需要的温度时，钢坯经过出炉辊道进入轧制区进行轧制，在精轧区出成品。正常生产时因加热炉区步进梁动作周期的变化(1～3秒)、出炉辊道辊面磨损不一、钢坯弯曲打滑、轧制区级联调速等诸多因素影响，导致出钢节奏无法保证完全一致，制约小时规格产量。因此二棒工序一直要求操作人员尽可能的缩短要钢时间来提高生产节奏，但受上述因素影响常造成连钢事故。当相应岗位发现连钢报警后必须适时启动飞剪碎断来拉开红钢间距避免事故，因此常产生切废的情况。若通过延长要钢时间来避免事故就直接损失了小时产量，两者之间很难取舍。二棒工序岗位的精心操作始终无法做到万无一失，碎断不及时的后果就会造成精轧堆钢或飞剪不切头尾。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种防止钢坯头顶尾的控制系统，该系统能够自动调整钢坯之间的间距，防止钢坯要进行切废的事故发生。

本发明的第二目的在于提供一种基于第一目的控制系统实现的防止钢坯头顶尾的控制方法。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种防止钢坯头顶尾的控制系统，包括控制器以及分别和控制器连接的第一热检测器和第二热检测器；所述第一热检测器和第二热检测器沿着出炉辊道设置在出炉辊道旁；其中在钢坯出炉方向上，第二热检测器在第一热检测器前方；所述第一热检测器和第二热检测器存在一定的间距；其中第二热检测器到出炉辊道轧机侧一端的距离小于一条钢坯的规定长度。

优选的，所述第一热检测器和第二热检测器之间的间距为3米。

优选的，所述控制器连接出炉辊道运行控制系统和加热炉出炉悬臂辊运动控制系统。

优选的，所述控制器为控制出炉辊道运行和加热炉出炉悬臂辊运动的控制器。

优选的，所述控制器为PLC。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种基于所述防止钢坯头顶尾的控制系统实现的防止钢坯头顶尾的控制方法，步骤如下：

步骤S1：设置在出炉辊道旁的第一热检测器和第二热检测器分别进行热检工作；钢坯在出炉辊道上运行，当钢坯经过第一热检测器时，第一热检测器发送热检信号至控制器，当钢坯经过第二热检测器时，第二热检测器发送热检信号至控制器；

控制器通过热检信号判定出炉辊道上相邻两根钢坯是否出现头顶尾的情况；具体为：

根据第二热检测器和第一热检测之间的距离以及出炉辊道的线速度确定出判定时间阈值T；

控制器记录其检测到第一热检测器发送的热检信号消失的时间T1时刻；

控制器检测在时间T1+T时刻后是否还接收到第二热检测器发送的热检信号；若是，则控制器判定出炉辊道上相邻两根钢坯出现头顶尾的情况；

步骤S2、在控制器判定出出炉辊道上相邻两根钢坯出现头顶尾的情况时，控制出炉辊道和加热炉出炉悬臂辊停止运行时间T2。

优选的，所述判定时间阈值T为：

T＝L/V+a；

其中L为第二热检测器和第一热检测之间的距离；V为出炉辊道的线速度，a为定值。

优选的，所述a为2秒。

优选的，所述T2初始值为b秒，当控制器判定出一个固定时间段内头顶尾的次数n超过一定阈值N时，则增加T2的值；b和N为定值。

更进一步的，所述b为6.2，N为10，T2每次增加的值为0.1或0.2秒。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明防止钢坯头顶尾的控制系统包括控制器以及分别和控制器连接的第一热检测器和第二热检测器；第一热检测器和第二热检测器沿着出炉辊道设置在出炉辊道旁；其中在钢坯出炉方向上，第二热检测器在第一热检测器前方；第一热检测器和第二热检测器存在一定的间距；其中第二热检测器到出炉辊道轧机侧一端的距离小于一条钢坯的规定长度。在本发明中，控制器通过检测第一热检测器和第二热检测器的热检测信号能够判定出相邻两根钢坯是否存在头顶尾的情况，从而根据出现的情况对出炉辊道的运行进行控制，以实现调整钢坯之间的间距，能够有效防止钢坯要进行切废的事故发生。

(2)本发明防止钢坯头顶尾的控制方法中，当控制系统中存在第一热检测器和第二热检测器总共两个热检测器时，控制器可以通过计时的方式确定相邻两根钢坯是否存在头顶尾连钢的情况；首先根据第二热检测器和第一热检测之间的距离以及出炉辊道的线速度确定出判定时间阈值T；控制器记录其检测到第一热检测器发送的热检信号的时间T1时刻；其中当未出现相邻两根钢坯头顶尾连钢的情况时，在T1+T时刻，头一根钢坯经过第二热检测器后，控制器接收到的第二热检测器发送的热检信号将消失；而当出现相邻两根钢坯头顶尾连钢的情况时，在T1+T时刻，头一根钢坯经过第二热检测器后，紧跟着的后一根钢筋头部也会到达第二热检测器，因此在T1+T时刻后，控制器仍然可以接收到第二热检测器发送的热检信号；因此，在本发明中可以通过在T1+T时刻，控制器是否仍然接收到第二热检测器发送的热检信号来判定相邻两根钢坯是否出现头顶尾连钢的现象，并且在上述情况发生时控制出炉辊道和加热炉出炉悬臂辊停止运行一定时间，以将相邻两根钢坯调整到合适的间距，具有判定快速以及简单的优点。

附图说明

图1是本发明控制系统中两个热检测器的安装示意图。

图2本发明控制系统的电路框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例公开了一种防止钢坯头顶尾的控制系统，如图1和2所示；包括控制器以及分别和控制器连接的第一热检测器和第二热检测器；第一热检测器和第二热检测器沿着出炉辊道设置在出炉辊道旁；其中在钢坯出炉方向上，第二热检测器在第一热检测器前方；第一热检测器和第二热检测器存在一定的间距；其中第二热检测器到出炉辊道轧机侧一端的距离小于一条钢坯的规定长度。其中图1中，三角形为热检测器，圆形为出炉辊道上的滚轴。

如图1所示，本实施例控制系统应用的轧钢厂二棒工序中出炉辊道是由两段辊道组成时，从加热炉侧到轧机侧，依次是出炉辊道1段和出炉辊道2段，其中出炉辊道1段包括9个滚轴，长度约为10米，出炉辊道2段包括5个滚轴，长度约为6米，本实施例中，如图1所示，出炉辊道旁，从加热炉侧到轧机侧，第一热检测器和第二热检测器依次布置。

本实施例中设置第二热检测器到出炉辊道轧机侧一端的距离小于一条钢坯的规定长度，使得当钢坯的尾部经过第二热检测器时，钢坯的头部已经进入到轧机中。在本实施例中，将第一热检测器和第二热检测器尽可能的设置在出炉辊道距离轧机比较近的位置。

在本实施例中，第一热检测器和第二热检测器之间的距离根据相邻两根钢坯头一根钢坯和后一根钢坯需要满足的距离来设定，例如当需要使得相邻两根钢坯头一根钢坯尾部和后一根钢坯头部之间距离满足3米时，则将第一热检测器和第二热检测器之间的距离设定为3米。

在本实施例中，控制器可以直接使用轧钢厂二棒工序中的PLC，也可以是另外设置PLC，当另外设置PLC时，该PLC连接出炉辊道运行控制系统和加热炉出炉悬臂辊运动控制系统，通过PLC发送给出炉辊道运行控制系统和加热炉出炉悬臂辊运动控制系统的信号，可以实现出炉辊道和加热炉出炉悬臂辊运动控制系统的停止和启动控制。

在本实施例中，第一热检测器和第二热检测器用于检测热金属，能够检测到出炉辊道上运动到检测位置的钢坯。在检测到热金属时，会传送热检信号到控制器。

本实施例还公开了一种基于本实施例控制系统实现的防止钢坯头顶尾的控制方法，通过该方法可以检测出出炉辊道上相邻两根钢坯是否出现头顶尾的情况。其中本实施例中，头顶尾的情况指的是相邻两根钢坯中，头一根钢坯的尾部和后一根钢坯的头部接触上；在本实施例中控制方法的步骤如下：

步骤S1：设置在出炉辊道旁的第一热检测器和第二热检测器分别进行热检工作；钢坯在出炉辊道上运行，当钢坯经过第一热检测器时，第一热检测器发送热检信号至控制器，当钢坯经过第二热检测器时，第二热检测器发送热检信号至控制器；

控制器通过热检信号判定出炉辊道上相邻两根钢坯是否出现头顶尾的情况；具体为：

步骤S11、首先根据第二热检测器和第一热检测之间的距离以及出炉辊道的线速度确定出判定时间阈值T；本实施例中，判定时间阈值T为：

T＝L/V+a；

其中L为第二热检测器和第一热检测之间的距离；V为出炉辊道的线速度；其中a为定值，可以为2秒。在本实施例中L/V为钢坯从第一热检测器运动到第二热检测器的理想时间，考虑到出炉辊道转速以及PLC系统存在累计误差，将L/V加上a后作为本实施例中判定时间阈值。

步骤S12、控制器记录其检测到第一热检测器发送的热检信号消失的时间T1时刻；控制器检测在时间T1+T时刻后是否还接收到第二热检测器发送的热检信号；若是，则控制器判定出炉辊道上相邻两根钢坯出现头顶尾的情况；

步骤S2、在控制器判定出出炉辊道上相邻两根钢坯出现头顶尾的情况时，控制出炉辊道和加热炉出炉悬臂辊停止运行时间T2。T2初始值为b秒，当控制器判定出一个固定时间段内头顶尾的次数n超过一定阈值N时，则增加T2的值；b和N为定值。在本实施例中，b为6.2秒，N为10，当控制器判定出一个小时内头顶尾的次数n超过10次时，则增加T2的值，T2值每次增加的值可以是0.1或0.2秒，当然也可以是其他合适的时间。

本实施例中，上述控制方法实现的控制原理如下：当相邻的两根钢坯中，头一根钢坯尾部离开第一热检测器，控制器会检测到第一热检测器发送的热检信号消失，记录该时间T1时刻；出炉辊道继续运行，若在第一热检测器和第二热检测器之间的位置，后一根钢坯头部和头一根钢坯的尾部未接触上，那么经过时间T后，即T1+T时刻，控制器检测到第二热检测器发送的热检信号会消失，而若在第一热检测器和第二热检测器之间的位置，后一根钢坯头部和头一根钢坯的尾部接触上，那么经过时间T后，即T1+T时刻，控制器检测到第二热检测器发送的热检信号将不会消失。因此在本实施例中，控制器通过T1+T时刻第二热检测器发送的热检信号是否为消失来判定相邻两根钢坯出现头顶尾的情况。

在本实施例中，控制器通过检测第一热检测器和第二热检测器的热检测信号能够判定出相邻两根钢坯是否存在头顶尾的情况，从而根据出现的情况对出炉辊道的运行进行控制，以实现调整钢坯之间的间距，防止钢坯要进行切废的事故发生，在本实施例中，控制方法中，当控制器判定出相邻两根钢坯存在头顶尾的情况时，控制出炉辊道和加热炉出炉悬臂辊均停止运行时间T2，待相邻两根钢坯之间拉开一定间距时，再重新控制出炉辊道运行。其中停止运行的时间T2根据现场情况进行调整，当一定时间段内出现头顶尾的情况比较多时，可以适当增大时间T2的值，以减少消除头顶尾的情况发生。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于防止钢坯头顶尾的控制系统实现的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述防止钢坯头顶尾的控制系统包括控制器以及分别和控制器连接的第一热检测器和第二热检测器；所述第一热检测器和第二热检测器沿着出炉辊道设置在出炉辊道旁；其中在钢坯出炉方向上，第二热检测器在第一热检测器前方；所述第一热检测器和第二热检测器存在一定的间距；其中第二热检测器到出炉辊道轧机侧一端的距离小于一条钢坯的规定长度；

所述防止钢坯头顶尾的控制方法的步骤如下：

步骤S1：设置在出炉辊道旁的第一热检测器和第二热检测器分别进行热检工作；钢坯在出炉辊道上运行，当钢坯经过第一热检测器时，第一热检测器发送热检信号至控制器，当钢坯经过第二热检测器时，第二热检测器发送热检信号至控制器；

控制器通过热检信号判定出炉辊道上相邻两根钢坯是否出现头顶尾的情况；具体为：

根据第二热检测器和第一热检测之间的距离以及出炉辊道的线速度确定出判定时间阈值T；

控制器记录其检测到第一热检测器发送的热检信号消失的时间T1时刻；

控制器检测在时间T1+T时刻后是否还接收到第二热检测器发送的热检信号；若是，则控制器判定出炉辊道上相邻两根钢坯出现头顶尾的情况；

步骤S2、在控制器判定出出炉辊道上相邻两根钢坯出现头顶尾的情况时，控制出炉辊道和加热炉出炉悬臂辊停止运行时间T2。

2.根据权利要求1所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述判定时间阈值T为：

T＝L/V+a；

其中L为第二热检测器和第一热检测之间的距离；V为出炉辊道的线速度，a为定值。

3.根据权利要求2所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述a为2秒。

4.根据权利要求1所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述T2初始值为b秒，当控制器判定出一个固定时间段内头顶尾的次数n超过一定阈值N时，则增加T2的值；b和N为定值。

5.根据权利要求4所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述b为6.2，N为10，T2每次增加的值为0.1或0.2秒。

6.根据权利要求1所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述第一热检测器和第二热检测器之间的间距为3米。

7.根据权利要求1所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述控制器连接出炉辊道运行控制系统和加热炉出炉悬臂辊运动控制系统。

8.根据权利要求1所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述控制器为控制出炉辊道运行和加热炉出炉悬臂辊运动的控制器。

9.根据权利要求1所述的防止钢坯头顶尾的控制方法，其特征在于，所述控制器为PLC。

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