CN111811273A - 一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统及控制方法，属于推钢炉进出钢设备技术领域，在推钢机或出钢机的工作初始位处设置有光电传感器Ⅰ，光电传感器Ⅰ通过PLC控制单元与推钢机或出钢机电连接并对推钢和取钢的检测行程清零；离合器Ⅰ或离合器Ⅱ的分闸位处设置光电传感器Ⅱ，离合器Ⅰ或离合器Ⅱ的合闸位处设置光电传感器Ⅲ，上位机、光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ通过PLC控制单元与离合器Ⅰ或离合器Ⅱ电连接，本发明的有益效果是，本发明在每次推钢和取钢动作完成后，推钢机和取钢机可自动回到初始位，降低了故障率，而且可进行准确离合动作，操作方便，保证了推钢臂或取钢臂在合闸后在同一水平线上，节省了人工成本。

Description

一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及推钢炉进出钢设备技术领域，尤其涉及一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统及控制方法。

背景技术

在采用推钢入炉及出钢机出炉设计的加热炉中，根据成品结构设计的原料尺寸分为单排及双排料，在双排料进炉时，推钢机区分东西两部分推钢动作，将坯料分别推入炉内，在设计长坯料单排入炉时，两组推钢机需要同步动作，将坯料水平推入炉内。出钢时，出钢机需要根据炉内坯料是单排料还是双排料情况，实现单组取钢臂动作取钢或两组取钢臂同步取钢。

但是，在上述过程中，存在以下问题：1、现有的推钢机的推钢行程和出钢机的取钢行程一般是通过电机的行程来设定，即采用编码器检测两组推钢机和出钢机的驱动电机的行程，当达到推钢行程或取钢行程时，PLC控制电机停止转动，则推钢机和出钢机复位完成，但是，在推钢机和出钢机运行过程中，坯料及设备摩擦会导致检测的速度和实际速度不匹配，导致推钢机和出钢机不能回到初始位，如此循环往复，则使推钢或取钢行程的误差逐渐增大，从而影响正常的推钢和取钢操作；2、当需要单排推钢或者出钢时，两个推钢机或出钢机之间的离合器不能正常咬合，或者咬合后推钢臂或者取钢臂不在同一水平线，导致推钢或取钢坯料到位后不在水平线，会出现坯料入炉歪斜而影响出钢节奏及计时产量，也可能会出现加热后的坯料在出炉的过程中掉落的风险；3、离合器在合闸时，通常需要借助监控或者现场指挥控制推钢机或出钢机的离合器的准确咬合到位，费时费力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统及控制方法，在每次推钢和取钢动作完成后，推钢机和取钢机可自动回到初始位，可保证推钢和取钢的正常动作，降低了故障率，使两组推钢机和出钢机之间可进行准确离合动作，离合操作方便，可保证推钢臂或取钢臂在合闸后在同一水平线上。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，包括加热炉、推钢机、出钢机、离合器Ⅰ、离合器Ⅱ、上位机和PLC控制单元，两组所述推钢机的推钢臂之间通过离合器Ⅰ相连，两组所述出钢机的取钢臂之间通过离合器Ⅱ相连，两组所述推钢机的推料端与所述加热炉的进料口相对，两组所述出钢机的取料端与所述加热炉的出料口相对，所述推钢机或出钢机的工作初始位处设置有光电传感器Ⅰ，所述光电传感器Ⅰ通过PLC控制单元与所述推钢机或出钢机电连接并对推钢和取钢的检测行程清零；所述离合器Ⅰ或离合器Ⅱ的分闸位处设置光电传感器Ⅱ，所述离合器Ⅰ或离合器Ⅱ的合闸位处设置光电传感器Ⅲ，所述上位机、光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ通过PLC控制单元与所述离合器Ⅰ或离合器Ⅱ电连接。

进一步地，所述推钢机和出钢机均包括齿轮齿条式驱动机构，所述齿轮齿条式驱动机构包括驱动电机、齿轮和齿条杆件，所述驱动电机的输出轴端连接齿轮，所述齿轮与齿条杆件相啮合。

进一步地，所述驱动电机上设置有检测驱动电机行程的编码器，所述编码器通过PLC控制单元与驱动电机电连接以控制驱动电机的速度，所述光电传感器Ⅰ与所述编码器并联后通过PLC控制单元与驱动电机电连接以控制驱动电机的到位停止并对编码器检测的行程清零。

进一步地，所述离合器Ⅰ和离合器Ⅱ的结构相同，均设置为牙嵌式离合器，包括左半离合和右半离合，所述左半离合包括从动轴，所述从动轴与驱动电机的输出轴相连，所述右半离合包括机架、转动臂、主动轴、气缸和定位板，所述机架设置为U形架，所述机架的底部两侧分别通过转动臂与主动轴固定连接，所述机架的上端与所述气缸的缸体固定相连，两个所述转动臂的端部通过连接轴相连后与所述气缸的活塞杆相连，两个所述转动臂在所述定位板内沿着所述主动轴的长度方向移动，所述定位板上固定所述光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ，所述主动轴与所述从动轴之间通过端面齿啮合相连。

进一步地，所述主动轴与所述从动轴的端面齿设置为梯形齿，且所述主动轴或所述从动轴的端面齿的个数设置为4～6个。

进一步地，所述推钢机或出钢机外部设置有固定箱体，所述定位板水平固定在所述固定箱体的内壁上，所述定位板上设置开口朝向所述气缸的U形槽，所述U形槽内滑动安装所述光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ，所述定位板的上还设置有与两个所述转动臂间隙配合的导向槽。

进一步地，所述气缸的连接气路上设置电磁换向阀，所述上位机通过PLC控制单元与所述电磁换向阀相连。

进一步地，两组所述出钢机的底部设置有驱动两组出钢机整体上升或下降的液压控制部件。

一种单排坯料进出推钢式加热炉的控制方法，运用所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，包括以下步骤：

1)两组推钢机在推钢结束后，每个推钢机的驱动电机反向转动，带动推钢机的推钢臂后退，编码器实时检测驱动电机的行程，当达到推钢臂的推钢行程后，驱动电机开始减速，直到推钢臂的后端被光电传感器Ⅰ检测到，则光电传感器Ⅰ将后退到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机停止转动并对编码器检测的出钢行程清零；

2)待加热的单排坯料在入炉辊道上运行的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组推钢机之间的电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆带动转动臂摆动，使主动轴与从动轴上的端面齿啮合而完成合闸动作；

3)当转动臂的端部到达光电传感器Ⅲ的检测位时，则光电传感器Ⅲ判断合闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制推钢机的驱动电机转动，使推钢机的推钢臂以设定速度缓慢伸出，当推钢臂接触到单排坯料后，驱动电机继续匀速转动，当推钢臂将要到达加热炉炉门时，驱动电机减速转动，将单排坯料减速推入加热炉内；

4)在加热炉内加热处理后的单排坯料被运送出炉的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组出钢机之间的电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆带动转动臂摆动，使出钢机的主动轴与从动轴上的端面齿啮合而完成合闸动作；

5)当转动臂的端部到达光电传感器Ⅲ的检测位时，光电传感器Ⅲ判断合闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制驱动电机转动使出钢机的取钢臂以设定速度缓慢伸出，当取钢臂接触到单排坯料后，出钢机的液压控制部件向上抬升一段行程，驱动电机反向转动使出钢机的取钢臂匀速后退，当出钢机附近的光电传感器Ⅰ检测到出钢机的后退到位信号后并将到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机停止转动并对编码器检测的取钢行程清零，然后出钢机在液压控制部件的驱动下下降，使从加热炉中取出的单排坯料落到出炉辊道上运输到下一工位。

一种双排坯料进出推钢式加热炉的控制方法，运用所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，包括以下步骤：

1)两组推钢机在推钢结束后，每个推钢机的驱动电机反向转动，带动推钢机的推钢臂后退，编码器实时检测驱动电机的行程，当达到推钢臂的推钢行程后，驱动电机开始减速，直到推钢臂的后端被光电传感器Ⅰ检测到，则光电传感器Ⅰ将后退到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机停止转动并对编码器检测的出钢行程清零；

2)待加热的双排坯料在入炉辊道上运行的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组推钢机之间的电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆带动转动臂摆动，使主动轴与从动轴上的端面齿分开而完成分闸动作；

3)当转动臂的端部到达光电传感器Ⅱ的检测位时，则光电传感器Ⅲ判断分闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制推钢机的驱动电机转动，使推钢机的推钢臂以设定速度缓慢伸出，当两组推钢机的推钢臂接触到双排坯料后，驱动电机继续匀速转动，当推钢臂将要到达加热炉炉门时，驱动电机减速转动，将单排坯料减速推入加热炉内；

4)在加热炉内加热处理后的双排坯料被运送出炉的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组出钢机之间的电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆带动转动臂摆动，使出钢机的主动轴与从动轴上的端面齿分开而完成分闸动作；

5)当转动臂的端部到达光电传感器Ⅱ的检测位时，光电传感器Ⅱ判断分闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制驱动电机转动使出钢机的取钢臂以设定速度缓慢伸出，当取钢臂接触到单排坯料后，出钢机的液压控制部件向上抬升一段行程，驱动电机反向转动使出钢机的取钢臂匀速后退，当出钢机附近的光电传感器Ⅰ检测到出钢机的后退到位信号后并将到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机停止转动并对编码器检测的取钢行程清零，然后出钢机在液压控制部件的驱动下下降，使从加热炉中取出的双排坯料落到出炉辊道上运输到下一工位。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过在推钢机或出钢机的工作初始位设置光电传感器Ⅰ，当推钢机和出钢机工作结束后后退的过程中，推钢机和出钢机的后端后退到光电传感器Ⅰ的检测位时，PLC控制单元控制推钢机和出钢机停止后退并对检测的行程进行清零操作，保证了在每次推钢和取钢动作完成后，推钢机和取钢机可自动回到初始位，保证了推钢和取钢的正常动作，降低了故障率；通过在两组推钢机之间的离合器Ⅰ或两组出钢机之间的离合器Ⅱ的分闸位处设置光电传感器Ⅱ，在合闸位处设置光电传感器Ⅲ，通过上位机给PLC控制单元指令使其控制离合器Ⅰ或离合器Ⅱ进行分闸和合闸操作的过程中，通过光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ可分别检测分闸和合闸到位信号，使离合器Ⅰ和离合器Ⅱ准确动作，而无需监控或者现场指挥来控制推钢机或出钢机的离合器的准确咬合到位，实现了离合器的自动咬合和分离，操作方便，降低了操作工人的劳动量，节省了人工成本。

2、具体地，驱动推钢机或出钢机动作的驱动电机上设置编码器，以编码器检测的推钢机或出钢机的动作行程数值作为驱动电机减速的位置点，使推钢机或出钢机后退到达光电传感器Ⅰ的检测位之前逐渐减速，可降低后退惯性导致后退到位数据误差，后退到位时编码器与光电传感器Ⅰ配合，作为抱闸动作停机条件，通过PLC控制单元控制驱动电机实现及时刹车，确保了后退到位数据和位置的准确性。

3、具体地，在离合器Ⅰ或离合器Ⅱ中，主动轴与从动轴的端面齿设置为梯形齿，而且梯形齿的齿数增加，在两组推钢机或出钢机之间存在范围内偏差时，也使端面齿易于咬入；而且其中的光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ滑动安装在定位板上的U形槽内，便于对光电传感器Ⅱ和光电传感器Ⅲ的位置进行调试。

综上，该控制系统在每次推钢和取钢动作完成后，推钢机和取钢机可自动回到初始位，保证了双排坯料和单排坯料的推钢和取钢的正常动作，降低了故障率，而且可进行准确离合动作，离合操作方便，保证了推钢臂或取钢臂在合闸后在同一水平线上，降低了操作工人的劳动量，节省了人工成本。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的进出钢控制系统的结构示意图；

图2为图1中离合器Ⅰ或离合器Ⅱ在合闸状态的结构示意图；

图3为图1中离合器Ⅰ或离合器Ⅱ在分闸状态的结构示意图；

图4为图3中定位板、转动臂和气缸配合关系的俯视图；

图5为本发明的控制原理图；

上述图中的标记均为：1.加热炉，2.推钢机，3.出钢机，4.离合器Ⅰ，41.从动轴，42.机架，43.转动臂，44.主动轴，45.气缸，46.定位板，461.U形槽，462.导向槽，5.离合器Ⅱ，6.光电传感器Ⅰ，7.光电传感器Ⅱ，8.光电传感器Ⅲ，9.齿轮齿条式驱动机构，91.驱动电机，92.齿轮，93.齿条杆件，10.编码器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明具体的实施方案为：如图1所示，一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，包括加热炉1、推钢机2、出钢机3、离合器Ⅰ4、离合器Ⅱ5、上位机和PLC控制单元，两组推钢机2的推钢臂之间通过离合器Ⅰ4相连，两组出钢机3的取钢臂之间通过离合器Ⅱ5相连，两组推钢机2的推料端与加热炉1的进料口相对，两组出钢机3的取料端与加热炉1的出料口相对，推钢机2或出钢机3的工作初始位处设置有光电传感器Ⅰ6，光电传感器Ⅰ6通过PLC控制单元与推钢机2或出钢机3电连接并对推钢和取钢的检测行程清零，当推钢机2和出钢机3工作结束后后退的过程中，推钢机2和出钢机3的后端后退到光电传感器Ⅰ6的检测位时，PLC控制单元控制推钢机2和出钢机3停止后退并对检测的行程进行清零操作，保证了在每次推钢和取钢动作完成后，推钢机2和取钢机3可自动回到初始位，保证了推钢和取钢的正常动作，降低了故障率；离合器Ⅰ4或离合器Ⅱ5的分闸位处设置光电传感器Ⅱ7，离合器Ⅰ4或离合器Ⅱ5的合闸位处设置光电传感器Ⅲ8，其中的上位机、光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8通过PLC控制单元与离合器Ⅰ4或离合器Ⅱ5电连接，光电传感器Ⅰ6、光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8检测的到位信号通过PLC控制单元传输给上位机，从上位机上可以显示光电传感器Ⅰ6、光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8的到位信号，上位机上还设置“合闸”和“分闸”的控制按键，通过操作上位机的控制按键给PLC控制单元指令使其控制离合器Ⅰ4或离合器Ⅱ5进行分闸和合闸操作的过程中，通过光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8可分别检测分闸和合闸到位信号，使离合器Ⅰ4和离合器Ⅱ5准确动作，而无需监控或者现场指挥来控制推钢机或出钢机的离合器的准确咬合到位，实现了离合器的自动咬合和分离，操作方便，降低了操作工人的劳动量，节省了人工成本。

具体地，如图1和图5所示，推钢机2和出钢机3均包括齿轮齿条式驱动机构9，该齿轮齿条式驱动机构9包括驱动电机91、齿轮92和齿条杆件93，驱动电机91的输出轴端连接齿轮92，齿轮92与齿条杆件93相啮合，该齿条杆件93即为推钢机2的推钢臂或出钢机3的取钢臂，每组推钢机2或出钢机3通过驱动电机91带动齿轮92转动，从而使齿条杆件93进行后退和前进。每个驱动电机91上设置有检测驱动电机91行程的编码器10，编码器10通过PLC控制单元与驱动电机91电连接以控制驱动电机91的速度，即在PLC控制单元内提前设定推钢和取钢行程，即为驱动电机91的转动行程，根据驱动电机91转动一周的行程即可得到驱动电机91的转动圈数和转动角度，编码器10检测的是驱动电机91的转动角度，以编码器10检测的推钢机2或出钢机3的动作行程数值作为驱动电机91减速的位置点，使推钢机2或出钢机3后退到达光电传感器Ⅰ6的检测位之前逐渐减速，可降低后退惯性导致后退到位数据误差，后退到位时编码器10与光电传感器Ⅰ6配合，作为停机条件，通过PLC控制单元控制驱动电机91实现及时刹车，并对编码器10检测的行程清零，确保了后退到位数据和位置的准确性，保证了后期的正常推钢和取钢操作。

具体地，如图2、图3、图4和图5所示，其中的离合器Ⅰ4和离合器Ⅱ5的结构相同，均设置为牙嵌式离合器，包括左半离合和右半离合，左半离合包括从动轴41，从动轴41与驱动电机91的输出轴相连，右半离合包括机架42、转动臂43、主动轴44、气缸45和定位板46，机架42设置为U形架，机架42的底部两侧分别通过转动臂43与主动轴44的两侧固定连接，机架42的上端与所述气缸45的缸体固定相连，两个转动臂43的端部通过连接轴相连后与气缸45的活塞杆相连，两个转动臂43在定位板46内沿着主动轴44的长度方向移动，定位板46上固定光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8，主动轴44与从动轴41之间通过端面齿啮合相连，气缸45的连接气路上设置电磁换向阀，该电磁换向阀可设置成三位四通阀，包括中部的保压位，上位机上为离合器Ⅰ4分别设置“合闸Ⅰ”和“分闸Ⅰ”的控制按键，为离合器Ⅱ5分别设置“合闸Ⅱ”和“分闸Ⅱ”的控制按键，通过按下合闸按键，给PLC控制单元合闸控制指令，通过PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸45的活塞杆伸出，使转动臂43向定位板46的左边移动，从而带动主动轴44向从动轴41的方向移动，直到主动轴44与从动轴41的端面齿咬合，同时转动臂43的端部到达光电传感器Ⅲ8的检测位，光电传感器Ⅲ8将合闸到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀再次换向使气缸45的活塞杆保持原位，同样的原理，当按下分闸按键时，PLC控制单元控制电磁换向阀再次换向，使转动臂43向定位板46的右边移动，带动主动轴44向远离从动轴41的方向移动，直到主动轴44与从动轴41的端面齿分离，同时转动臂43的端部到达光电传感器Ⅱ7的检测位，光电传感器Ⅱ7将分闸到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀再次换向使气缸45的活塞杆保持原位。

另外，如图2、图3和图4所示，主动轴44与从动轴41的端面齿设置为梯形齿，且主动轴44或从动轴41的端面齿的个数设置为4～6个，在两组推钢机2或出钢机3之间存在范围内偏差时，梯形齿的结构使端面齿易于咬入。推钢机2或出钢机3外部设置有固定箱体，定位板46水平固定在固定箱体的内壁上，定位板46上设置开口朝向气缸45的U形槽461，U形槽461内滑动安装光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8，便于对光电传感器Ⅱ7和光电传感器Ⅲ8的位置进行调试安装，定位板46的上还设置有与两个转动臂43间隙配合的导向槽462，使两个转动臂43在导向槽462内摆动，使主动轴44的移动更平稳，防止了主动轴44在移动过程中的偏斜，使主动轴44与从动轴41的端面齿的咬合更准确。

另外，两组出钢机3的底部设置有驱动两组出钢机3整体上升或下降的液压控制部件，该液压控制部件(图中未显示)包括液压缸和固定平台，液压缸的活塞杆通过固定平台与两组出钢机3两端的驱动电机91相连。

运用上述进出钢控制系统使单排坯料进出推钢式加热炉的控制方法，包括以下步骤：

1)两组推钢机2在推钢结束后，每个推钢机2的驱动电机91反向转动，带动推钢机2的推钢臂后退，编码器10实时检测驱动电机91的行程，当达到推钢臂的推钢行程后，驱动电机91开始减速，直到推钢臂的后端被光电传感器Ⅰ6检测到，则光电传感器Ⅰ6将后退到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机91停止转动并对编码器10检测的出钢行程清零；

2)待加热的单排坯料在入炉辊道上运行的过程中，操作上位机上的“合闸Ⅰ”按键，通过PLC控制单元控制两组推钢机2之间的电磁换向阀换向，使气缸45的活塞杆带动转动臂43摆动，使主动轴44与从动轴41上的端面齿啮合而完成合闸动作；

3)当转动臂43的端部到达光电传感器Ⅲ8的检测位时，则光电传感器Ⅲ8判断合闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向保压，使气缸45的活塞杆保持原位，然后PLC控制单元控制推钢机2的驱动电机91转动，使推钢机2的推钢臂以设定速度缓慢伸出，一般推钢臂伸出的速度为0.15m/s～0.25m/s，而且两个驱动电机91的速度相匹配，防止过快运行而使其中一个驱动电机91瞬间电流过大而产生跳闸的问题，当推钢臂接触到单排坯料后，驱动电机91继续匀速转动，当推钢臂将要到达加热炉1炉门时，驱动电机91减速转动，将单排坯料减速推入加热炉1内，使推料更稳定，降低了惯性对行程的影响；

4)在加热炉1内加热处理后的单排坯料被运送出炉的过程中，操作上位机上的“合闸Ⅱ”按键，通过PLC控制单元控制两组出钢机3之间的电磁换向阀换向，使气缸45的活塞杆带动转动臂43摆动，使出钢机3的主动轴44与从动轴41上的端面齿啮合而完成合闸动作；

5)当转动臂43的端部到达光电传感器Ⅲ8的检测位时，光电传感器Ⅲ8判断合闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向保压，使气缸45的活塞杆保持原位，然后PLC控制单元控制驱动电机91转动使出钢机3的取钢臂以设定速度缓慢伸出，取钢臂的伸出速度在0.15m/s～0.25m/s，而且两个驱动电机91的速度相匹配，防止过快运行而使其中一个驱动电机91瞬间电流过大而产生跳闸的问题，当取钢臂接触到单排坯料后，出钢机3的液压控制部件向上抬升一段行程，驱动电机91反向转动使出钢机3的取钢臂匀速后退，当出钢机3附近的光电传感器Ⅰ6检测到出钢机3的后退到位信号后并将到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机91停止转动并对编码器10检测的取钢行程清零，然后出钢机3在液压控制部件的驱动下下降，使从加热炉1中取出的单排坯料落到出炉辊道上运输到下一工位。

运用上述进出钢控制系统对双排坯料进出推钢式加热炉的控制方法，包括以下步骤：

1)两组推钢机2在推钢结束后，每个推钢机2的驱动电机91反向转动，带动推钢机2的推钢臂后退，编码器10实时检测驱动电机91的行程，当达到推钢臂的推钢行程后，驱动电机91开始减速，直到推钢臂的后端被光电传感器Ⅰ6检测到，则光电传感器Ⅰ6将后退到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机91停止转动并对编码器10检测的出钢行程清零；

2)待加热的双排坯料在入炉辊道上运行的过程中，操作上位机上的“分闸Ⅰ”按键，通过PLC控制单元控制两组推钢机2之间的电磁换向阀换向，使气缸45的活塞杆带动转动臂43摆动，使主动轴44与从动轴41上的端面齿分开而完成分闸动作；

3)当转动臂43的端部到达光电传感器Ⅱ7的检测位时，则光电传感器Ⅲ8判断分闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向保压，使气缸45的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制推钢机2的驱动电机91转动，使推钢机2的推钢臂以设定速度缓慢伸出，一般推钢臂伸出的速度为0.15m/s～0.25m/s，而且两个驱动电机91的速度相匹配，防止过快运行而使其中一个驱动电机91瞬间电流过大而产生跳闸的问题，当推钢臂接触到双排坯料后，驱动电机91继续匀速转动，当推钢臂将要到达加热炉1炉门时，驱动电机91减速转动，将双排坯料减速推入加热炉1内，使推料更稳定，降低了惯性对行程的影响；

4)在加热炉1内加热处理后的双排坯料被运送出炉的过程中，操作上位机上的“分闸Ⅱ”按键，通过PLC控制单元控制两组出钢机3之间的电磁换向阀换向，使气缸45的活塞杆带动转动臂43摆动，使出钢机3的主动轴44与从动轴41上的端面齿分开而完成分闸动作；

5)当转动臂43的端部到达光电传感器Ⅱ7的检测位时，光电传感器Ⅱ7判断分闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向保压，使气缸45的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制驱动电机91转动使出钢机3的取钢臂以设定速度缓慢伸出，取钢臂的伸出速度在0.15m/s～0.25m/s，而且两个驱动电机91的速度相匹配，防止过快运行而使其中一个驱动电机91瞬间电流过大而产生跳闸的问题，当取钢臂接触到单排坯料后，出钢机3的液压控制部件向上抬升一段行程，驱动电机91反向转动使出钢机3的取钢臂匀速后退，当出钢机3附近的光电传感器Ⅰ6检测到出钢机3的后退到位信号后并将到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机91停止转动并对编码器10检测的取钢行程清零，然后出钢机3在液压控制部件的驱动下下降，使从加热炉1中取出的双排坯料落到出炉辊道上运输到下一工位。

综上，该控制系统在每次推钢和取钢动作完成后，推钢机和取钢机可自动回到初始位，保证了双排坯料和单排坯料的推钢和取钢的正常动作，降低了故障率，而且可进行准确离合动作，离合操作方便，保证了推钢臂或取钢臂在合闸后在同一水平线上，降低了操作工人的劳动量，节省了人工成本。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (10)

1.一种端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于，包括加热炉(1)、推钢机(2)、出钢机(3)、离合器Ⅰ(4)、离合器Ⅱ(5)、上位机和PLC控制单元，两组所述推钢机(2)的推钢臂之间通过离合器Ⅰ(4)相连，两组所述出钢机(3)的取钢臂之间通过离合器Ⅱ(5)相连，两组所述推钢机(2)的推料端与所述加热炉(1)的进料口相对，两组所述出钢机(3)的取料端与所述加热炉(1)的出料口相对，所述推钢机(2)或出钢机(3)的工作初始位处设置有光电传感器Ⅰ(6)，所述光电传感器Ⅰ(6)通过PLC控制单元与所述推钢机(2)或出钢机(3)电连接并对推钢和取钢的检测行程清零；所述离合器Ⅰ(4)或离合器Ⅱ(5)的分闸位处设置光电传感器Ⅱ(7)，所述离合器Ⅰ(4)或离合器Ⅱ(5)的合闸位处设置光电传感器Ⅲ(8)，所述上位机、光电传感器Ⅱ(7)和光电传感器Ⅲ(8)通过PLC控制单元与所述离合器Ⅰ(4)或离合器Ⅱ(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：所述推钢机(2)和出钢机(3)均包括齿轮齿条式驱动机构(9)，所述齿轮齿条式驱动机构(9)包括驱动电机(91)、齿轮(92)和齿条杆件(93)，所述驱动电机(91)的输出轴端连接齿轮(92)，所述齿轮(92)与齿条杆件(93)相啮合。

3.根据权利要求2所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：所述驱动电机(91)上设置有检测驱动电机(91)行程的编码器(10)，所述编码器(10)通过PLC控制单元与驱动电机(91)电连接以控制驱动电机(91)的速度，所述光电传感器Ⅰ(6)与所述编码器(10)并联后通过PLC控制单元与驱动电机(91)电连接以控制驱动电机(91)的到位停止并对编码器(10)检测的行程清零。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：所述离合器Ⅰ(4)和离合器Ⅱ(5)的结构相同，均设置为牙嵌式离合器，包括左半离合和右半离合，所述左半离合包括从动轴(41)，所述从动轴(41)与驱动电机(91)的输出轴相连，所述右半离合包括机架(42)、转动臂(43)、主动轴(44)、气缸(45)和定位板(46)，所述机架(42)设置为U形架，所述机架(42)的底部两侧分别通过转动臂(43)与主动轴(44)固定连接，所述机架(42)的上端与所述气缸(45)的缸体固定相连，两个所述转动臂(43)的端部通过连接轴相连后与所述气缸(45)的活塞杆相连，两个所述转动臂(43)在所述定位板(46)内沿着所述主动轴(44)的长度方向移动，所述定位板(46)上固定所述光电传感器Ⅱ(7)和光电传感器Ⅲ(8)，所述主动轴(44)与所述从动轴(41)之间通过端面齿啮合相连。

5.根据权利要求4所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：所述主动轴(44)与所述从动轴(41)的端面齿设置为梯形齿，且所述主动轴(44)或所述从动轴(41)的端面齿的个数设置为4～6个。

6.根据权利要求4所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：所述推钢机(2)或出钢机(3)外部设置有固定箱体，所述定位板(46)水平固定在所述固定箱体的内壁上，所述定位板(46)上设置开口朝向所述气缸(45)的U形槽(461)，所述U形槽(461)内滑动安装所述光电传感器Ⅱ(7)和光电传感器Ⅲ(8)，所述定位板(46)的上还设置有与两个所述转动臂(43)间隙配合的导向槽(462)。

7.根据权利要求6所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：所述气缸(45)的连接气路上设置电磁换向阀，所述上位机通过PLC控制单元与所述电磁换向阀相连。

8.根据权利要求4所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：两组所述出钢机(3)的底部设置有驱动两组出钢机(3)整体上升或下降的液压控制部件。

9.一种单排坯料进出推钢式加热炉的控制方法，运用如权利要求1～7任意一项所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：包括以下步骤：

1)两组推钢机(2)在推钢结束后，每个推钢机(2)的驱动电机(91)反向转动，带动推钢机(2)的推钢臂后退，编码器(10)实时检测驱动电机(91)的行程，当达到推钢臂的推钢行程后，驱动电机(91)开始减速，直到推钢臂的后端被光电传感器Ⅰ(6)检测到，则光电传感器Ⅰ(6)将后退到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机(91)停止转动并对编码器(10)检测的出钢行程清零；

2)待加热的单排坯料在入炉辊道上运行的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组推钢机(2)之间的电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆带动转动臂(43)摆动，使主动轴(44)与从动轴(41)上的端面齿啮合而完成合闸动作；

3)当转动臂(43)的端部到达光电传感器Ⅲ(8)的检测位时，则光电传感器Ⅲ(8)判断合闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制推钢机(2)的驱动电机(91)转动，使推钢机(2)的推钢臂以设定速度缓慢伸出，当推钢臂接触到单排坯料后，驱动电机(91)继续匀速转动，当推钢臂将要到达加热炉(1)炉门时，驱动电机(91)减速转动，将单排坯料减速推入加热炉(1)内；

4)在加热炉(1)内加热处理后的单排坯料被运送出炉的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组出钢机(3)之间的电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆带动转动臂(43)摆动，使出钢机(3)的主动轴(44)与从动轴(41)上的端面齿啮合而完成合闸动作；

5)当转动臂(43)的端部到达光电传感器Ⅲ(8)的检测位时，光电传感器Ⅲ(8)判断合闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制驱动电机(91)转动使出钢机(3)的取钢臂以设定速度缓慢伸出，当取钢臂接触到单排坯料后，出钢机(3)的液压控制部件向上抬升一段行程，驱动电机(91)反向转动使出钢机(3)的取钢臂匀速后退，当出钢机(3)附近的光电传感器Ⅰ(6)检测到出钢机(3)的后退到位信号后并将到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机(91)停止转动并对编码器(10)检测的取钢行程清零，然后出钢机(3)在液压控制部件的驱动下下降，使从加热炉(1)中取出的单排坯料落到出炉辊道上运输到下一工位。

10.一种双排坯料进出推钢式加热炉的控制方法，运用如权利要求1～7任意一项所述的端进端出推钢式加热炉进出钢控制系统，其特征在于：包括以下步骤：

1)两组推钢机(2)在推钢结束后，每个推钢机(2)的驱动电机(91)反向转动，带动推钢机(2)的推钢臂后退，编码器(10)实时检测驱动电机(91)的行程，当达到推钢臂的推钢行程后，驱动电机(91)开始减速，直到推钢臂的后端被光电传感器Ⅰ(6)检测到，则光电传感器Ⅰ(6)将后退到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机(91)停止转动并对编码器(10)检测的出钢行程清零；

2)待加热的双排坯料在入炉辊道上运行的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组推钢机(2)之间的电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆带动转动臂(43)摆动，使主动轴(44)与从动轴(41)上的端面齿分开而完成分闸动作；

3)当转动臂(43)的端部到达光电传感器Ⅱ(7)的检测位时，则光电传感器Ⅲ(8)判断分闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制推钢机(2)的驱动电机(91)转动，使推钢机(2)的推钢臂以设定速度缓慢伸出，当两组推钢机(2)的推钢臂接触到双排坯料后，驱动电机(91)继续匀速转动，当推钢臂将要到达加热炉(1)炉门时，驱动电机(91)减速转动，将双排坯料减速推入加热炉(1)内；

4)在加热炉(1)内加热处理后的双排坯料被运送出炉的过程中，操作上位机，通过PLC控制单元控制两组出钢机(3)之间的电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆带动转动臂(43)摆动，使出钢机(3)的主动轴(44)与从动轴(41)上的端面齿分开而完成分闸动作；

5)当转动臂(43)的端部到达光电传感器Ⅱ(7)的检测位时，光电传感器Ⅱ(7)判断分闸到位信号并将信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制电磁换向阀换向，使气缸(45)的活塞杆停止动作，然后PLC控制单元控制驱动电机(91)转动使出钢机(3)的取钢臂以设定速度缓慢伸出，当取钢臂接触到双排坯料后，出钢机(3)的液压控制部件向上抬升一段行程，驱动电机(91)反向转动使出钢机(3)的取钢臂匀速后退，当出钢机(3)附近的光电传感器Ⅰ(6)检测到出钢机(3)的后退到位信号后并将到位信号传输给PLC控制单元，PLC控制单元控制驱动电机(91)停止转动并对编码器(10)检测的取钢行程清零，然后出钢机(3)在液压控制部件的驱动下下降，使从加热炉(1)中取出的双排坯料落到出炉辊道上运输到下一工位。

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