CN110442050B - 用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器及调节方法 - Google Patents
用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器及调节方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器及调节方法，所述智能调节器：包含机柜，机柜正面设有触摸屏，机柜内设有24V开关电源、电流接收模块、数字量输入模块、CPU模块、数字量输出模块、模拟量输出模块及存储器模块；所述调节方法包含有：1)对刷辊电机空载电流、工作电流及刷辊压靠量电流的检测与计算；2)得出刷辊压靠量调节装置的压靠量调节电机所需的行程和方向，并将行程和方向的数值换算成数字量，传给数字量输出模块；3)通过数字量输出模块控制刷辊压靠量调节装置的压靠量调节电机运转，来实现对刷辊向下或向上的压靠调节。本发明优点有：刷辊压靠量调节精度高、准确、操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及带钢清洗段刷辊压靠量调节技术领域，具体的说是涉及一种用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器及调节方法。
背景技术
在冷轧带钢清洗段，为防止碱液飞溅，刷辊及支撑辊部分是封闭在清洗设备中，无法观察到刷辊压靠量；同时又由于清洗段碱雾多，油泥多，腐蚀性强，环境恶劣，各种检测元件无法在此环境下保持精确度。故此，对于清洗段刷辊压靠量的计算，通常依靠检测刷辊电流来完成。
传统清洗段刷辊压靠量的调节方式所依靠的刷辊电流的参考值是固定的，或者是某几个经验值，然而在实际现场应用中，因为刷辊轴承状态不同、刷辊安装水平度不同、刷辊电机齿轮箱磨损程度不同等因素，导致每个刷辊电机的电流都是不一样的，而且在运行过程中，刷辊电流可能存在动态增大或衰减，单纯依靠刷辊电机电流经验值来调节是难以确保压靠量的准确性，因此无法保证带钢的清洗质量。
发明内容
为克服背景技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种可根据实际刷辊电机电路情况，实现动态自动调节刷辊压靠量，并确保压靠量精度与准确性，提供带钢清洗质量的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器及调节方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，包含机柜，在机柜正面设有触摸屏，在所述机柜内部设有24V开关电源、电流接收模块、数字量输入模块、CPU模块、数字量输出模块、模拟量输出模块及存储器模块；所述触摸屏分别与所述24V开关电源及CPU模块电连接，所述CPU模块分别与所述24V开关电源、电流接收模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输出模块及存储器模块电连接，所述存储器模块还与所述数字量输出模块电连接；
所述24V开关电源，用于为触摸屏及CPU模块提供工作所需的电能；
所述电流接收模块，用于接收由刷辊电流检测装置检测到的带钢清洗段刷辊的空载电流信息及实时工作电流信息；
所述CPU模块，用于根据电流接收模块接收到的空载电流信息及实时工作电流信息，计算出带钢清洗段刷辊的空载电流值I0、实时工作电流值Ii以及实时压靠量电流值Ic，并根据计算出的实时压靠量电流值Ic，得出刷辊压靠量调节装置需要对带钢清洗段刷辊的进行压靠调节的方向和行程数值，并将得到的方向和行程的数值换算成数字量传输给数字量输出模块；
所述数字量输入模块，用于接收抬起极限传感器和换辊极限传感器的感应信号；
所述数字量输出模块，用于接收将CPU模块计算得出的刷辊实时压靠量电流值Ic转换为相应输出的数字量信号，并根据接收到的数字量信号并输出给刷辊压靠量调节装置，由控制刷辊压靠量调节装置进行带钢清洗段刷辊压靠量的调节控制；
所述存储器模块，用于存储CPU模块输入输出数据以及数字量输出模块的输出数据。
进一步，所述电流接收模块至少对应与一个所述刷辊电流检测装置电连接，每个所述刷辊电流检测装置对应与一个刷辊电机电连接，每个所述刷辊电流检测装置均还对应与24V开关电源电连接；
所述数字量输入模块至少对应与一个所述抬起极限传感器和一个所述换辊极限传感器电连接；
所述数字量输出模块至少对应与一个所述刷辊压靠量调节装置电连接，每个所述刷辊压靠量调节装置对应与一个所述刷辊连接，每个所述刷辊对应与一个所述刷辊电机连接。
进一步，所述刷辊电流检测装置为一个上刷辊电流检测装置或一个下刷辊电流检测装置；
所述刷辊电机为一个上刷辊电机或一个下刷辊电机；
所述抬起极限传感器为一个上刷辊抬起极限传感器或一个下刷辊抬起极限传感器；
所述换辊极限传感器为一个上刷辊换辊极限传感器或一个下刷辊辊换辊极限传感器；
所述刷辊压靠量调节装置为一个上刷辊压靠量调节装置或一个下刷辊压靠量调节装置；
所述刷辊为一个上刷辊或一个下刷辊；
当所述刷辊电流检测装置为上刷辊电流检测装置时，所述上刷辊电流检测装置对应与一个上刷辊电机电连接，所述上刷辊电机对应与一个上刷辊连接，所述上刷辊分别对应与一个上刷辊压靠量调节装置、上刷辊抬起极限传感器及上刷辊换辊极限传感器相配合；
当所述刷辊电流检测装置为下刷辊电流检测装置时，所述下刷辊电流检测装置对应与一个下刷辊电机电连接，所述下刷辊电机对应与一个下刷辊连接，所述下刷辊分别对应与一个下刷辊压靠量调节装置、下刷辊抬起极限传感器及下刷辊换辊极限传感器相配合。
进一步，每个所述刷辊电流检测装置包含一个电流互感器及一个电流变送器，所述电流互感器分别与所述电流变送器及一个刷辊电机电连接，所述电流变送器与所述电流接收模块及24V开关电源电连接；
电流互感器，用于采集刷辊电机的空载电流及实时工作电流，并传输给电流变送器；
电流变送器，将接收到的刷辊电机空载电流及实时工作电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA信号，并传输给电流接收模块。
进一步，每个所述刷辊压靠量调节装置包含两个压靠量调节电机、两个压靠量调节杆、两个气缸及两个刷辊运动臂；
每个所述压靠量调节杆一端对应与一个所述压靠量调节电机竖向传动连接，另一端对应与一个所述刷辊运动臂相接触，每个所述气缸通过一伸缩连杆对应与一个所述刷辊运动臂连接，两个所述刷辊运动臂对称套设在一个刷辊两端，每个所述压靠量调节电机均对应与数字量输出模块电连接。
进一步，所述实时压靠量电流值Ic＝实时工作电流值Ii-空载电流值I0；
当Ic≤1A时，由所述刷辊压靠量调节装置调节刷辊向下或向上压靠1000ms；
当1A＜Ic≤2A时，由所述刷辊压靠量调节装置调节刷辊向下或向上压靠500ms；
当2A＜Ic≤3A时，所述刷辊压靠量调节装置暂停工作；
当Ic＞3A时，由所述刷辊压靠量调节装置调节刷辊向上或向下松开600ms。
进一步，所述抬起极限传感器设置在刷辊的离开工位处，所述离开工位为刷辊的初始安装工位；
所述换辊极限传感器设置在刷辊的刷毛极限磨损工位处，所述刷毛极限磨损工位为刷辊的剩余刷毛长度为1cm处；
所述抬起极限传感器及换辊极限传感器均为接近式位置传感器。
进一步，所述压靠量调节电机为涡轮电机或步进电机，所述压靠量调节杆涡轮蜗杆或螺纹丝杆。
进一步，所述机柜正面上还设有报警指示灯、暂停指示灯及运行指示灯，所述报警指示灯、暂停指示灯及运行指示灯均与所述数字量输出模块电连接。
本发明还提供了使用上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器进行刷辊压靠量调控的方法，包含以下步骤：
S1、将上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的电流接收模块通过一个刷辊电流检测装置对应与带钢清洗段刷辊的刷辊电机(13)电性接通；
S2、将上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的数字量输入模块分别对应与设置在带钢清洗段刷辊的离开工位处的抬起极限传感器和设置在带钢清洗段刷辊的刷毛极限磨损工位处的换辊极限传感器电性接通；
S3、将上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的数字量输出模块对应与刷辊压靠量调节装置的压靠量调节电机电性接通；
S4、给将上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器通电；
S5、通过刷辊压靠量调节装置的刷辊运动臂抬起带钢清洗段的刷辊，与此同时通过抬起极限传感器感应并发生信号给智能调节器的数字量输入模块；
当CPU模块接收到由抬起极限传感器传输给数字量输入模块的感应信号时，CPU模块即刻转入空载电流计算模式：即通过刷辊电流检测装置的电流互感器将检测到的刷辊电机空载电流传给电流变送器，再通过电流变送器将刷辊电机空载电流转换为4-20ma信号给电流接收模块，最后通过CPU模块根据电流接收模块接收到的电流信息，计算出刷辊电机的空载电流值I0，并储存在存储器模块中；
S6、通过刷辊压靠量调节装置的刷辊运动臂压下带钢清洗段的刷辊，在刷辊压下时，当CPU模块未收到抬起极限传感器的感应信号，则CPU模块即刻转入压下计算模式：即每隔10分钟按照上面S5中的步骤传输一次刷辊电机的工作电流到CPU模块中，并得出刷辊电机的实时工作电流值Ii，与此同时通过CPU模块根据检测到的刷辊电机实时工作电流值Ii与S5中得到的刷辊电机空载电流值I0进行差值计算，得出刷辊压靠量调节装置的压靠量调节电机所需的行程和方向，并将行程和方向的数值换算成数字量，传给数字量输出模块，最后通过数字量输出模块控制刷辊压靠量调节装置的压靠量调节电机运转，来实现对刷辊向下或向上的压靠调节，此同时，将相关的电流数据、压靠量调节电机的运转数据、刷辊的压靠数据记录在存储器模块中；
S7、按照S6，如此不断循环，便可进行带钢清洗段刷辊的压靠量动态调节；
S8、在刷辊压下时，当CPU模块接收到换辊极限传感器的感应信号时，则CPU模块即刻转入换辊模式：即刷辊压靠量调节装置及刷辊电机均停止运转，停止对刷辊进行压靠调节和对带钢的清洗，与此同时，CPU模块数据自动清零，待换上新的刷辊后，再按照S5至S7步骤重新对新的刷辊进行压靠量动态调节，如此不断循环，便可时刻保证带钢的清洗质量。
本发明提供的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的工作原理如下：
(一)在启动智能调节器工作之前，先通过刷辊压靠量调节装置的气缸抬起刷辊，然后启动智能调节器工作，通过数字量输入模块接收抬起极限传感器的感应信号，并判断出刷辊是否处在离开工位；
(1)若数字量输入模块接收到抬起极限传感器的感应信号时，则表示刷辊处在离开工位，此时智能调节器的CPU模块会即刻转入刷辊空载电流计算工作模式；
(2)若数字量输入模块没有接收到抬起极限传感器的感应信号时，则表示刷辊不在离开工位，而是处在压靠模式，此时智能调节器的CPU模块会即刻转入刷辊压靠量电流计算工作模式；
(二)当智能调节器进入刷辊空载电流计算工作模式时，通过刷辊电流检测装置获取此时刷辊电机的输出电流(即刷辊空载电流)，并传输给电流接收模块，再由电流接收模块输送给CPU模块，此时CPU模块会根据电流接收模块接收到的电流信息，计算出刷辊空载运行时，由刷辊电机输出的刷辊空载电流值I0，并同时储存在储存器模块中；
(三)当智能调节器转入压靠量计算工作模式时，通过刷辊电流检测装置实时获取刷辊电机的输出电流(即刷辊实时工作电流)，并定期传输到电流接收模块中，再由电流接收模块输送给CPU模块，此时CPU模块会根据电流接收模块的电流信息，计算出刷辊压靠工作时，由刷辊电机输出的刷辊实时工作电流值Ii，以及由根据(二)中获取的刷辊空载电流值I0与此阶段获取的刷辊实时工作电流值Ii计算出刷辊实时压靠量电流值Ic；
(四)根据(三)中CPU模块计算得出的刷辊实时压靠量电流值Ic,由CPU模块处理得出刷辊压靠量调节装置需要对带钢清洗段刷辊进行压靠调节的方向和行程数值，并将得到的方向和行程的数值换算成数字量传输给数字量输出模块,由数字量输出模块控制刷辊压靠量调节装置进行带钢清洗段刷辊压靠量的调节，即通过刷辊压靠量调节装置来调节带钢清洗段刷辊的压靠时间，来实现压靠量调节；
(A)若Ic≤1A时，表示刷辊压靠量不足，则需要通过刷辊压靠量调节装置调节带钢清洗段的刷辊向下或向上压靠1000ms；
(B)若1A＜Ic≤2A时，表示刷辊压靠量略少，则需要通过刷辊压靠量调节装置调节带钢清洗段刷辊向下或向上压靠500ms；
(C)若2A＜Ic≤3A时，表示刷辊压靠量适宜，此时无需调节带钢清洗段刷辊，即此时的刷辊压靠量调节装置不工作；
(D)当Ic＞3A时，表示刷辊压靠量过多，则需要通过刷辊压靠量调节装置调节带钢清洗段刷辊向上或向下松开600ms。
(五)在刷辊压靠过程中，不断重复步骤(四)，即可实现动态调节刷辊压靠量，进而确保刷辊压靠量的准确和带钢清洗的质量。
(六)在刷辊压靠过程中，通过换辊极限传感器实时监测刷辊刷毛的磨损情况，及时提示生产工人进行换辊，其具体控制过程如下：
(a)若换辊极限传感器没有感应信号输出时，则表示刷辊刷毛处于正常可用状态，即刷毛剩余长度＞1cm，此时无需换辊；
(b)若换辊极限传感器有感应信号输出时，则表示刷辊刷毛处于磨损极限状态，即刷毛剩余长度≤1cm，此时需要换上新辊，此时的数字量输出模块会控制报警指示灯亮起，提示生产工人此时需要换辊。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在刷辊运行过程中，能自动检测刷辊的空载电流，并根据刷辊的空载电流与实际工作电流比较，可精确计算出刷辊所需要的压靠电流，从而确保刷辊的压靠量精确；
2、在刷辊运行过程中，如遇到轴承状态变化，齿轮箱状态变化等等，该装置还能自动识别，并重新确定刷辊所需的压靠电流值，从而确保刷辊压靠量准确。
附图说明
图1为本发明智能调节器的结构示意图；
图2为本发明智能调节器的电路结构原理框图；
图3为本发明智能调节器的具体应用实施例的工作原理框图；
图4为本发明智能调节器的一种具体应用实施例的俯视结构示意图；
图5为基于图4中A-A截面时，刷辊压靠动作的状态示意图；
图中：1、机柜；2、触摸屏；3、24V开关电源；4、电流接收模块；5、数字量输入模块；6、CPU模块；7、数字量输出模块；9、模拟量输出模块；9、储存器模块；10、报警指示灯；11、暂停指示灯；12、运行指示灯；13、刷辊电流检测装置；131、电流互感器；132、电流变送器；14、刷辊电机；15、抬起极限传感器；16、换辊极限传感器；17、刷辊压靠量调节装置；171、压靠量调节电机；172、压靠量调节杆；173、气缸；174、刷辊运动臂；175、伸缩连杆；18、刷辊；19、带钢；20、下支撑辊。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
如图1和图2所示，本发明提供的一种用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，包含机柜1，在机柜1正面设有触摸屏2，在机柜1内部设有24V开关电源3、电流接收模块4、数字量输入模块5、CPU模块6、数字量输出模块7、模拟量输出模块8及存储器模块9；触摸屏2分别与24V开关电源3及CPU模块6电连接，CPU模块6分别与24V开关电源3、电流接收模块4、数字量输入模块5、数字量输出模块7、模拟量输出模块8及存储器模块9电连接，存储器模块9与数字量输出模块7电连接；
其中，24V开关电源3，用于为触摸屏2及CPU模块6提供工作所需的电能；
电流接收模块4，用于接收由刷辊电流检测装置13检测到的带钢清洗段刷辊18的空载电流信息及实时工作电流信息；
CPU模块6，用于根据电流接收模块4接收到的空载电流信息及实时工作电流信息，计算出带钢清洗段刷辊18的空载电流值I0、实时工作电流值Ii以及实时压靠量电流值Ic，并根据计算出的实时压靠量电流值Ic，得出刷辊压靠量调节装置17需要对带钢清洗段刷辊18的进行压靠调节的方向和行程数值，并将得到的方向和行程的数值换算成数字量传输给数字量输出模块7；
其中，实时压靠量电流值Ic＝实时工作电流值Ii-空载电流值I0；
数字量输入模块5，用于接收抬起极限传感器15和换辊极限传感器16的感应信号；
数字量输出模块7，用于接收将CPU模块6计算得出的刷辊实时压靠量电流值Ic转换为相应输出的数字量信号，并根据接收到的数字量信号并输出给刷辊压靠量调节装置17，由控制刷辊压靠量调节装置17进行带钢清洗段刷辊18压靠量的调节控制；
数字量输出模块7，用于接收CPU模块6输出的数字量信号，并根据接收到的数字量信号控制刷辊压靠量调节装置17进行带钢清洗段刷辊18压靠量的调节；
当Ic≤1A时，表示刷辊18压靠量不足，则需由刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向下或向上压靠1000ms；其中，当刷辊18为上刷辊时，刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向下压靠1000ms，当刷辊18为下刷辊时，刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向上压靠1000ms；
当1A＜Ic≤2A时，表示刷辊18压靠量略少，则需由刷辊压靠量调节装置17调节刷辊向下或向上压靠500ms；其中，刷辊18是向下压靠还是向上压靠，取决于刷辊18是上刷辊还是下刷辊，可参照(A)；
当2A＜Ic≤3A时，表示刷辊18压靠量比较适宜，则无需调节，即刷辊压靠量调节装置17暂停工作；
当Ic＞3A时，表示刷辊18压靠量过多，则需由刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向上或向下松开600ms；其中，刷辊18是向上松开还是向下松开，取决于刷辊18是上刷辊还是下刷辊，可参照(A)；
存储器模块9，用于存储CPU模块6输入输出数据以及数字量输出模块7的输出数据。
其中，电流接收模块4可对应与一个或多个刷辊电流检测装置13电连接，每个刷辊电流检测装置13对应与一个刷辊电机14电连接，每个刷辊电流检测装置13均还对应与24V开关电源3电连接；
数字量输入模块5可对应与一个或多个抬起极限传感器15及换辊极限传感器16电连接；
数字量输出模块7可对应与一个或多个刷辊压靠量调节装置17电连接，每个刷辊压靠量调节装置17均对应与一个刷辊18连接，每个刷辊8均对应与一个刷辊电机14连接。
在实际应用中，电流接收模块4可以采用市售的西门子S7300型号的模拟量输入模块或者其它型号的能够接收并识别到刷辊电流信号的模拟量输入模块；
在实际应用中，数字量输入模块5可以采用市售的西门子S7300型号数字量输入模块或者其它型号的能够接收极限位置信号以及按钮及开关信号的数字量输入模块；
在实际应用中，CPU模块6可以采用市售的西门子S7300型号CPU模块或者其它型号的具有运算及控制功能的CPU模块；
在实际应用中，数字量输出模块7可以采用市售的西门子S7300型号数字量输出模块或者其它型号的数字量输出模块；
在实际应用中，模拟量输出模块8可以采用市售的西门子S7300型号模拟量输出模块或者其它型号的模拟量输出模块。
在实际应用中，刷辊电流检测装置13可以为一个上刷辊电流检测装置或者下刷辊电流检测装置；刷辊电机14可以为一个上刷辊电机或者下刷辊电机；抬起极限传感器15可以为一个上刷辊抬起极限传感器或者下刷辊抬起极限传感器；换辊极限传感器16可以为一个上刷辊换辊极限传感器或者下刷辊辊换辊极限传感器；刷辊压靠量调节装置17可以为一个上刷辊压靠量调节装置或者下刷辊压靠量调节装置；刷辊18可以为一个上刷辊或一个下刷辊；
在实际应用中，当刷辊电流检测装置13为上刷辊电流检测装置时，该上刷辊电流检测装置对应与一个上刷辊电机电连接，上刷辊电机对应与一个上刷辊连接，上刷辊分别对应与一个上刷辊压靠量调节装置、上刷辊抬起极限传感器及上刷辊换辊极限传感器相配合；
当刷辊电流检测装置13为下刷辊电流检测装置时，该下刷辊电流检测装置对应与一个下刷辊电机电连接，下刷辊电机对应与一个下刷辊连接，下刷辊分别对应与一个下刷辊压靠量调节装置、下刷辊抬起极限传感器及下刷辊换辊极限传感器相配合；
其中，上刷辊指位于带钢清洗段的上方并与下支撑辊20相对，用于刷洗带钢19的上表面的刷辊，如图5所示；下刷辊指位于带钢清洗段的下方并与上支撑辊(图中未示出)相对，用于刷洗带钢19的下表面的刷辊。
如图3所示，在本发明中，刷辊电流检测装置13包含一个电流互感器131及一个电流变送器132，电流互感器131分别与电流变送器132及一个刷辊电机14电连接，电流变送器132与电流接收模块4及24k开关电源电连接；
电流互感器131，用于采集刷辊电机13的空载电流及实时工作电流，并传输给电流变送器132；
电流变送器132，将接收到的刷辊电机13空载电流及实时工作电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA信号，并传输给电流接收模块4。
刷辊压靠量调节装置17包含两个压靠量调节电机171、两个压靠量调节杆172、两个气缸173及两个刷辊运动臂174；如图3所示，每个压靠量调节杆172一端对应与一个压靠量调节电机171竖向传动连接，另一端对应与一个刷辊运动臂174相接触，每个气缸173通过一伸缩连杆175对应与一个刷辊运动臂174连接，如图4所示，两个刷辊运动臂174对称套设在一个刷辊18两端，每个压靠量调节电机171均对应与数字量输出模块7电连接。
在实际应用中，抬起极限传感器15设置在刷辊18的离开工位处，此离开工位为刷辊18的初始安装工位，也即刷辊的刷毛没有接触到带钢19表面；如图5所示，图中虚线M表示的是刷辊离开工所处的水平线。
在实际应用中，换辊极限传感器16设置在刷辊18的刷毛极限磨损工位处，此刷毛极限磨损工位为刷辊18的剩余刷毛长度为1cm处；如图5所示,图中点画线N表示的是刷毛处于极限磨状态时，刷辊所处的水平线。
在本发明中，抬起极限传感器15及换辊极限传感器16均为接近式位置传感器。
压靠量调节电机171为涡轮电机或步进电机，压靠量调节杆172涡轮蜗杆或螺纹丝杆。
另外，为更好的了解本发明智能调节器的工作状态和监控刷辊的使用状态；如图1所示，在机柜1正面上还设有报警指示灯10、暂停指示灯11及运行指示灯12，如图2所示，报警指示灯10、暂停指示灯11及运行指示灯12均与数字量输出模块7电连接；该报警指示灯10主要在刷辊18上的处于刷毛极限磨损状态时，发出报警提示，提示生产工人，此刷辊17处于极限磨损状态了，需要更换上新辊。
本发明还提供使用上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器进行刷辊压靠量调控的方法，其包含以下步骤：
S1、将上述述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的电流接收模块4通过一个刷辊电流检测装置13对应与带钢清洗段刷辊18的刷辊电机13电性接通；
S2、将上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的数字量输入模块5分别对应与设置在带钢清洗段刷辊18的离开工位处的抬起极限传感器15和设置在带钢清洗段刷辊18的刷毛极限磨损工位处的换辊极限传感器16电性接通；
S3、将上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的数字量输出模块7对应与刷辊压靠量调节装置17的压靠量调节电机171电性接通；
S4、给上述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器通电；
S5、通过刷辊压靠量调节装置17的刷辊运动臂174抬起带钢清洗段的刷辊18，与此同时通过抬起极限传感器15感应并发生信号给智能调节器的数字量输入模块5；
当CPU模块6接收到由抬起极限传感器15传输给数字量输入模块5的感应信号时，CPU模块6即刻转入空载电流计算模式：
即通过刷辊电流检测装置13的电流互感器131将检测到的刷辊电机13空载电流传给电流变送器132，再通过电流变送器132将该刷辊电机13空载电流转换为4-20ma信号给电流接收模块4，最后通过CPU模块6根据电流接收模块4接收到的电流信息，计算出刷辊电机13的空载电流值I0，并储存在存储器模块9中；
S6、通过刷辊压靠量调节装置17的刷辊运动臂174压下带钢清洗段的刷辊18，在刷辊18压下时，当CPU模块6未收到抬起极限传感器15的感应信号，则CPU模块6即刻转入压下计算模式：即每隔10分钟按照上面S5中的步骤传输一次刷辊电机13的工作电流到CPU模块6中，并得出刷辊电机13的实时工作电流值Ii，与此同时通过CPU模块6根据检测到的刷辊电机13实时工作电流值Ii与S5中得到的刷辊电机13空载电流值I0进行差值计算，得出刷辊压靠量调节装置17的压靠量调节电机171所需的行程和方向，并将行程和方向的数值换算成数字量，传给数字量输出模块7，最后通过数字量输出模块7控制刷辊压靠量调节装置17的压靠量调节电机171运转，来实现对刷辊18向下或向上的压靠调节，此同时，将相关的电流数据、压靠量调节电机171的运转数据、刷辊18的压靠数据记录在存储器模块9中；
S7、按照S6，如此不断循环，便可进行带钢清洗段刷辊18的压靠量动态调节。
S8、在刷辊18压下时，当CPU模块6接收到换辊极限传感器16的感应信号时，则CPU模块6即刻转入换辊模式：即刷辊压靠量调节装置17及刷辊电机18均停止运转，停止对刷辊18进行压靠调节和对带钢的清洗，与此同时，CPU模块6数据自动清零，待换上新的刷辊后，再按照S5至S7步骤重新对新的刷辊进行压靠量动态调节，如此不断循环，便可时刻保证带钢的清洗质量。
下面以刷辊18为上刷辊为例，具体阐述本发明提供的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的工作原理过程：
(一)在启动智能调节器工作之前，先通过刷辊压靠量调节装置17的气缸173抬起刷辊18，然后启动智能调节器工作，通过数字量输入模块5接收抬起极限传感器15的感应信号，并判断出刷辊18是否处在离开工位；
(1)若数字量输入模块5接收到抬起极限传感器15的感应信号时，则表示刷辊18处在离开工位，此时智能调节器的CPU模块6会即刻转入刷辊空载电流计算工作模式；
(2)若数字量输入模块5没有接收到抬起极限传感器15的感应信号时，则表示刷辊18不在离开工位，而是处在压靠模式，此时智能调节器的CPU模块6会即刻转入刷辊压靠量电流计算工作模式；
(二)当智能调节器进入刷辊空载电流计算工作模式时，通过刷辊电流检测装置13获取此时刷辊电机14的输出电流(即刷辊空载电流)，并传输给电流接收模块4，再由电流接收模块4输送给CPU模块6，此时CPU模块6会根据电流接收模块4接收到的电流信息，计算出刷辊18空载运行时，由刷辊电机14输出的刷辊空载电流值I0，并同时储存在储存器模块9中；
(三)当智能调节器转入压靠量计算工作模式时，通过刷辊电流检测装置13实时获取刷辊电机14的输出电流(即刷辊实时工作电流)，并定期传输到电流接收模块4中，再由电流接收模块4输送给CPU模块6，此时CPU模块6会根据电流接收模块4接收到的电流信息，计算出刷辊压靠工作时，由刷辊电机14输出的刷辊实时工作电流值Ii，以及根据(二)中获取的刷辊空载电流值I0与此阶段获取的刷辊实时工作电流值Ii计算出刷辊实时压靠量电流值Ic；
(四)根据(三)中CPU模块6计算得出的刷辊实时压靠量电流值Ic,经CPU模块6处理后，得出刷辊压靠量调节装置17需要对带钢清洗段刷辊18进行压靠调节的方向和行程数值，并将得到的方向和行程的数值换算成数字量传输给数字量输出模块7,由数字量输出模块7控制刷辊压靠量调节装置17进行带钢清洗段刷辊18压靠量的调节，即通过刷辊压靠量调节装置17来调节带钢清洗段刷辊18的压靠时间，来实现压靠量调节；
(A)若Ic≤1A时，表示刷辊18压靠量不足，则需要通过刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向下压靠1000ms；
(B)若1A＜Ic≤2A时，表示刷辊18压靠量略少，则需要通过刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向下压靠500ms；
(C)若2A＜Ic≤3A时，表示刷辊18压靠量适宜，此时无需调节刷辊18，刷辊压靠量调节装置17不工作；
(D)当Ic＞3A时，表示刷辊18压靠量过多，则需要通过刷辊压靠量调节装置17调节刷辊18向上松开600ms；
(五)在刷辊18压靠过程中，不断重复步骤(四)，即可实现动态调节刷辊压靠量，进而确保刷辊压靠量的准确和带钢清洗的质量。
(六)在刷辊18压靠过程中，通过换辊极限传感器16实时监测刷辊刷毛的磨损情况，及时提示生产工人进行换辊，其具体控制过程如下：
(a)若换辊极限传感器16没有感应信号输出时，则表示刷辊刷毛处于正常可用状态，即刷毛剩余长度＞1cm，此时无需换辊；
(b)若换辊极限传感器16有感应信号输出时，则表示刷辊刷毛处于磨损极限状态，即刷毛剩余长度≤1cm，此时需要换上新辊，此时的数字量输出模块会控制报警指示灯亮起，提示生产工人此时需要换辊。
另外，在刷辊压靠量动态调节的过程中，刷辊、压靠调节杆的动作数据以及刷辊空载电流和工作电流等各种数据，都可以同步通过触摸屏2的HMI画面观察到，也可以通过操作触摸屏2来对刷辊、压靠调节杆的动作以及刷辊空载电流和工作电流等进行手动控制调节。
最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，包含机柜(1)，其特征在于：在所述机柜(1)正面设有触摸屏(2)，在所述机柜(1)内部设有24V开关电源(3)、电流接收模块(4)、数字量输入模块(5)、CPU模块(6)、数字量输出模块(7)、模拟量输出模块(8)及存储器模块(9)；所述触摸屏(2)分别与所述24V开关电源(3)及CPU模块(6)电连接，所述CPU模块(6)分别与所述24V开关电源(3)、电流接收模块(4)、数字量输入模块(5)、数字量输出模块(7)、模拟量输出模块(8)及存储器模块(9)电连接，所述存储器模块(9)还与所述数字量输出模块(7)电连接；
所述24V开关电源(3)，用于为触摸屏(3)及CPU模块(6)提供工作所需的电能；
所述电流接收模块(4)，用于接收由刷辊电流检测装置(13)检测到的带钢清洗段刷辊(18)的空载电流信息及实时工作电流信息；
所述CPU模块(6)，用于根据电流接收模块(4)接收到的空载电流信息及实时工作电流信息，计算出带钢清洗段刷辊(18)的空载电流值I0、实时工作电流值Ii以及实时压靠量电流值Ic，并根据计算出的实时压靠量电流值Ic，得出刷辊压靠量调节装置(17)需要对带钢清洗段刷辊(18)进行压靠调节的方向和行程数值，并将得到的方向和行程的数值换算成数字量传输给数字量输出模块(7)；
所述数字量输入模块(5)，用于接收抬起极限传感器(15)和换辊极限传感器(16)的感应信号；
所述数字量输出模块(7)，用于接收CPU模块(6)输出的数字量信号，并根据接收到的数字量信号控制刷辊压靠量调节装置(17)进行带钢清洗段刷辊(18)压靠量的调节；
所述存储器模块(9)，用于存储CPU模块(6)输入、输出数据以及数字量输出模块(7)的输出数据；
所述实时压靠量电流值Ic＝实时工作电流值Ii-空载电流值I0；
当Ic≤1A时，由所述刷辊压靠量调节装置(17)调节所述刷辊(18)向下或向上压靠1000ms；
当1A＜Ic≤2A时，由所述刷辊压靠量调节装置(17)调节所述刷辊(18)向下或向上压靠500ms；
当2A＜Ic≤3A时，所述刷辊压靠量调节装置(17)暂停工作；
当Ic＞3A时，由所述刷辊压靠量调节装置(17)调节所述刷辊(18)向上或向下松开600ms。
2.根据权利要求1所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：所述电流接收模块(4)至少对应与一个所述刷辊电流检测装置(13)电连接，每个所述刷辊电流检测装置(13)对应与一个刷辊电机(14)电连接，每个所述刷辊电流检测装置(13)均还对应与24V开关电源(3)电连接；
所述数字量输入模块(5)至少对应与一个所述抬起极限传感器(15)和一个所述换辊极限传感器(16)电连接；
所述数字量输出模块(7)至少对应与一个所述刷辊压靠量调节装置(17)电连接，每个所述刷辊压靠量调节装置(17)对应与一个所述刷辊(18)连接，每个所述刷辊(18)对应与一个所述刷辊电机(14)连接。
3.根据权利要求2所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：所述刷辊电流检测装置(13)为一个上刷辊电流检测装置或一个下刷辊电流检测装置；
所述刷辊电机(14)为一个上刷辊电机或一个下刷辊电机；
所述抬起极限传感器(15)为一个上刷辊抬起极限传感器或一个下刷辊抬起极限传感器；
所述换辊极限传感器(16)为一个上刷辊换辊极限传感器或一个下刷辊辊换辊极限传感器；
所述刷辊压靠量调节装置(17)为一个上刷辊压靠量调节装置或一个下刷辊压靠量调节装置；
所述刷辊(18)为一个上刷辊或一个下刷辊；
当所述刷辊电流检测装置(13)为上刷辊电流检测装置时，所述上刷辊电流检测装置对应与一个上刷辊电机电连接，所述上刷辊电机对应与一个上刷辊连接，所述上刷辊分别对应与一个上刷辊压靠量调节装置、上刷辊抬起极限传感器及上刷辊换辊极限传感器相配合；
当所述刷辊电流检测装置(13)为下刷辊电流检测装置时，所述下刷辊电流检测装置对应与一个下刷辊电机电连接，所述下刷辊电机对应与一个下刷辊连接，所述下刷辊分别对应与一个下刷辊压靠量调节装置、下刷辊抬起极限传感器及下刷辊换辊极限传感器相配合。
4.根据权利要求3所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：每个所述刷辊电流检测装置(13)包含一个电流互感器(131)及一个电流变送器(132)，所述电流互感器(131)分别与所述电流变送器(132)及一个刷辊电机(13)电连接，所述电流变送器(132)与所述电流接收模块(4)及24V开关电源(3)电连接；
电流互感器(131)，用于采集刷辊电机(13)的空载电流及实时工作电流，并传输给电流变送器(132)；
电流变送器(132)，将接收到的刷辊电机(13)空载电流及实时工作电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA信号，并传输给电流接收模块(4)。
5.根据权利要求2所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：每个所述刷辊压靠量调节装置(17)包含两个压靠量调节电机(171)、两个压靠量调节杆(172)、两个气缸(173)及两个刷辊运动臂(174)；
每个所述压靠量调节杆(172)一端对应与一个所述压靠量调节电机(171)竖向传动连接，另一端对应与一个所述刷辊运动臂(174)相接触，每个所述气缸(173)通过一伸缩连杆对应与一个所述刷辊运动臂(174)连接，两个所述刷辊运动臂(174)对称套设在一个刷辊(18)两端，每个所述压靠量调节电机(161)均对应与数字量输出模块(7)电连接。
6.根据权利要求1所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：所述抬起极限传感器(15)设置在刷辊(18)的离开工位处，所述离开工位为刷辊(18)的初始安装工位；
所述换辊极限传感器(16)设置在刷辊(18)的刷毛极限磨损工位处，所述刷毛极限磨损工位为刷辊(18)的剩余刷毛长度为1cm处；所述抬起极限传感器(15)及换辊极限传感器(16)均为接近式位置传感器。
7.根据权利要求5所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：所述压靠量调节电机(171)为涡轮电机或步进电机，所述压靠量调节杆(172)涡轮蜗杆或螺纹丝杆。
8.根据权利要求1所述的用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器，其特征在于：所述机柜(1)正面上还设有报警指示灯(10)、暂停指示灯(11)及运行指示灯(12)，所述报警指示灯(10)、暂停指示灯(11)及运行指示灯(12)均与所述数字量输出模块(7)电连接。
9.使用权利要求1至8所述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器进行刷辊压靠量调控的方法，其特征在于：包含以下步骤：
S1、将权利要求1至8所述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的电流接收模块(4)通过一个刷辊电流检测装置(13)对应与带钢清洗段刷辊(18)的刷辊电机(13)电性接通；
S2、将权利要求1至8所述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的数字量输入模块(5)分别对应与设置在带钢清洗段刷辊(18)的离开工位处的抬起极限传感器(15)和设置在带钢清洗段刷辊(18)的刷毛极限磨损工位处的换辊极限传感器(16)电性接通；
S3、将权利要求1至8所述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器的数字量输出模块(7)对应与刷辊压靠量调节装置(17)的压靠量调节电机(171)电性接通；
S4、给将权利要求1至8所述用于带钢清洗段刷辊压靠量调控的智能调节器通电；
S5、通过刷辊压靠量调节装置(17)的刷辊运动臂(174)抬起带钢清洗段的刷辊(18)，与此同时通过抬起极限传感器(15)感应并发生信号给智能调节器的数字量输入模块(5)；
当CPU模块(6)接收到由抬起极限传感器(15)传输给数字量输入模块(5)的感应信号时，CPU模块(6)即刻转入空载电流计算模式：即通过刷辊电流检测装置(13)的电流互感器(131)将检测到的刷辊电机(14)空载电流传给电流变送器(132)，再通过电流变送器(132)将该刷辊电机(13)空载电流转换为4-20ma信号给电流接收模块(4)，最后通过CPU模块(6)根据电流接收模块(4)接收到的电流信息，计算出刷辊电机(13)的空载电流值I0，并储存在存储器模块(9)中；
S6、通过刷辊压靠量调节装置(17)的刷辊运动臂(174)压下带钢清洗段的刷辊(18)，在刷辊(18)压下时，当CPU模块(6)未收到抬起极限传感器(15)的感应信号，则CPU模块(6)即刻转入压下计算模式：即每隔10分钟按照上面S5中的步骤传输一次刷辊电机(14)的工作电流到CPU模块(6)中，并得出刷辊电机(14)的实时工作电流值Ii，与此同时通过CPU模块(6)根据检测到的刷辊电机(14)实时工作电流值Ii与S5中得到的刷辊电机(14)空载电流值I0进行差值计算，得出刷辊压靠量调节装置(17)的压靠量调节电机(171)所需的行程和方向，并将行程和方向的数值换算成数字量，传给数字量输出模块(7)，最后通过数字量输出模块(7)控制刷辊压靠量调节装置(17)的压靠量调节电机(171)运转，来实现对刷辊(18)向下或向上的压靠调节，此同时，将相关的电流数据、压靠量调节电机(171)的运转数据、刷辊(18)的压靠数据记录在存储器模块(9)中；
S7、按照S6，如此不断循环，便可进行带钢清洗段刷辊(18)的压靠量动态调节；
S8、在刷辊(18)压下时，当CPU模块(6)接收到换辊极限传感器(16)的感应信号时，则CPU模块(6)即刻转入换辊模式：即刷辊压靠量调节装置(17)及刷辊电机(18)均停止运转，停止对刷辊(18)进行压靠调节和对带钢的清洗，与此同时，CPU模块(6)数据自动清零，待换上新的刷辊后，再按照S5至S7步骤重新对新的刷辊进行压靠量动态调节，如此不断循环，便可时刻保证带钢的清洗质量。
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