CN112090971A - 一种钢管在线连续自动化生产的控制方法 - Google Patents

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郑敏华
陈杰
王伟
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Abstract

本发明公开了一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，包括：在设备前设置用于检测钢管的红外线检测仪；对输送辊道上的夹送辊进行分组；在夹送辊上安装编码器，编码器将夹送辊的转速信息传输至PLC，由红外线检测仪检测到输送辊道上钢管头尾部信号传输至PLC，PLC根据跟踪钢管在输送辊道上的实际位置，结合生产模式，给变频器发出控制指令，控制各组夹送辊的不同速度。本发明既保证钢管探伤的快节奏，同时又保证钢管在过程中辊道速度的稳定性，为实现钢管在线生产工艺提供保障。

Description

一种钢管在线连续自动化生产的控制方法
技术领域
本发明涉及钢管自动控制技术，更具体地说，涉及一种钢管在线连续自动化生产的控制方法。
背景技术
无缝钢管NDT探伤线(无损探伤)是钢管生产比较重要的一条生产流水线，它兼顾着产品质量的最后一道关。超声波磁粉探伤是探伤生产过程中钢管进行探伤的最后一道工序，入口处斯惠顿(斯惠顿杠杆是以一种平动方式搬移物体的一种机构，由于是瑞典技术，斯惠顿音译过来的，以下简称为斯惠顿)把管料运送到输送辊道上，42只输出辊道进行管料的传递，通过主机NDT机组进行超声波探伤。涡流探伤设备由独立机架上配置条状点式探头和探伤仪器组成，主要用于检测钢管上的孔洞和纵向类缺陷。斯惠顿(出口)位置拨料到下一工位。
钢管从上一工序(矫直工序)下来，管料温度在800度左右，斯惠顿的工作节奏与输出辊道上的速度是稳定不变的，当一根管料通过辊道传输，然后满足探伤温度要求，随后进行探伤，辊道上一根管子探伤好以后，另外一根管子再从斯惠顿(入口)位置传递。
如图1a、图1b所示，斯惠顿传递速度V1、输出辊道传递速度V2都是匀速的，且两者间的传递速度不同，如图1c所示，钢管传递速度先与斯惠顿传递速度V1一致，再与输出辊道传递速度V2一致，如此保证了在过程中钢管速度是稳定的。但是，以上述相关设备来传递钢管并不适合于连续自动化生产，主要存在以下问题：
1)现有设备不能满足工艺要求中对钢管速度的稳定性要求；
2)现有设备不能钢管生产自动化快节奏的要求；
3)现有设备节奏慢，管料温度不满足，探伤失败率高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，既保证钢管探伤的快节奏，同时又保证钢管在过程中辊道速度的稳定性，为实现钢管在线生产工艺提供保障。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，包括：
在设备前设置用于检测钢管的红外线检测仪；
对输送辊道上的夹送辊进行分组；
在夹送辊上安装编码器，编码器将夹送辊的转速信息传输至PLC，由红外线检测仪检测到输送辊道上钢管头尾部信号传输至PLC，PLC根据跟踪钢管在输送辊道上的实际位置，结合生产模式，给变频器发出控制指令，控制各组夹送辊的不同速度。
所述输送辊道上的夹送辊分三组：位于斯惠顿出口侧的第一组辊道，位于输送辊道中间的第二组辊道，及位于斯惠顿入口侧的第三组辊道。
所述PLC控制各组夹送辊速度具体为：
对于同一规格的钢管，第一组辊道速度保持不变，始终与斯惠顿出口速度一致；采用正常方式生产的钢管，第二组辊道速度产生变化，当钢管尾部到达距离斯惠顿60米时，第三组辊道速度升速到两倍于第二组辊道速度，当钢管尾部到达距离斯惠顿40米时，第三组辊道速度降速到与第二组辊道速度一致。
所述钢管长度小于40米时，第二组辊道不接通，速度为0。
所述PLC选用S7 300型，变频器选用MMV440型，编码器选用西门子编码器。
所述红外线检测仪选用光栅检测器件。
所述光栅检测器件分别设置于第一组辊道、第二组辊道、第三组辊道与斯惠顿入口侧之间。
本发明所提供的一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，通过实施输送辊道合理重新分组和对钢管头端位置及尾端位置的跟踪来控制辊道速度，实现了钢管在辊道上不同位置以不同的速度运行，保证了钢管在生产过程中的速度稳定性，同时又能拉开前后两根钢管的头尾间距，使钢管抛出辊道使不相互干涉，使钢管生产能够以快节奏进行，系统可靠性高。
附图说明
图1a是现有斯惠顿出口的速度关系图；
图1b是现有输送辊道的速度关系图；
图1c是现有钢管在斯惠顿出口、输送辊道上的运行速度关系图；
图2是本发明控制方法PLC控制现场布置图；
图3是本发明控制方法PLC控制框架图；
图4是本发明控制方法PLC控制原理图；
图5a是本发明控制方法斯惠顿出口与第二组辊道的速度关系图；
图5b是本发明控制方法第三组辊道的速度关系图；
图5c是本发明控制方法钢管在斯惠顿出口、输送辊道上的运行速度关系图，图5a至图5c中，t1是钢管尾部到达第三辊道开始位置时刻，t2是钢管尾部到达计算出的减速点位置时刻，t3和t4是下一根钢管重复t1和t2，ta是一次抛料动作时刻。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请结合图2至图4所示，本发明所提供的一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，包括：
在辊道升速、减速等所需要的钢管尾端所在位置信号单独设置红外线检测仪，红外线检测仪可选用光栅检测器件1。
对输送辊道2上的夹送辊3进行分组，即：位于斯惠顿出口侧4的第一组辊道5，位于输送辊道2中间的第二组辊道6，及位于斯惠顿入口侧7的第三组辊道8，以42只夹送辊3的输送辊道2为例，第1至第16只夹送辊为第一组辊道5，第17至第27只夹送辊为第二组辊道6，第28至第42只夹送辊为第三组辊道8，这样分配，既不改变钢管生产工艺的控制，又能灵巧的改变辊道速度，实现钢管工艺过程中速度的稳定性。
在夹送辊3上安装西门子编码器，编码器将夹送辊3的转速信息传输至PLC，由红外线检测仪检测到输送辊道2上钢管9头尾部信号传输至PLC，PLC根据跟踪钢管在输送辊道上的实际位置，结合计算机画面上所选择的生产模式，给变频器发出控制指令，控制各组夹送辊的不同速度，具体如下：
对于同一规格的钢管9，第一组辊道5速度保持不变，始终与斯惠顿出口速度一致。采用正常方式生产的钢管过程中，第二组辊道6速度V1产生变化(如图5a所示)，当钢管9尾部到达距离斯惠顿60米时，第三组辊道8速度V2升速到两倍于第二组辊道6速度V1，当钢管9尾部到达距离斯惠顿40米时，第三组辊道8速度V2降速到与第二组辊道6速度V1一致(如图5b所示)。通过第三组辊道8升速，对生产不同规格的钢管9，将前根钢管尾部与后根钢管头部距离拉长了10～15米，在斯惠顿抛料动作开始前，第三组辊道8速度V2降到正常速度V1，抛料位置计算所用的辊道以正常速度V1计算(如图5c所示)。
由于在模式下生产时，斯惠顿出来的钢管9长度小于40米时，第二组辊道6不接通，速度为0。
较佳的，所述PLC选用S7 300型，变频器选用MMV440型。
综上所述，本发明控制方法在辊道升速、减速等所需要的钢管尾端所在位置信号单独设置光栅检测器件，在PLC程序中计算跟踪得到，通过软件方式实现跟踪控制功能，减少故障；通过合理对辊道分组和辊道速度控制，使钢管在常化过程结束前保持速度稳定，钢管升速拉开前后钢管的距离，保证快节奏生产的可靠性；当钢管在第三辊道上快速运行时，一旦跟踪信号检测到下一根钢管头端即将到达第三辊道开始位置，即使第三辊道还没有到达前一钢管尾部的减速点，第三辊道也立即减速到V1速度，保证过程中速度的稳定；系统数据传输采用网络通讯方式，数据准确，可靠性高。
同时，为了保证钢管快节奏生产，输出辊道的速度比斯惠顿出口的速度高，这样钢管在离开斯惠顿轧制机架后以输出辊道一致的速度快速前进，拉开前一根钢管尾与其后一根钢管的头端的距离，以避免在斯惠顿一次抛料抛出前一根钢管的过程中，后一根钢管头部进入抛料区使前后两根钢管干涉。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于，包括：
在设备前设置用于检测钢管的红外线检测仪；
对输送辊道上的夹送辊进行分组；
在夹送辊上安装编码器，编码器将夹送辊的转速信息传输至PLC，由红外线检测仪检测到输送辊道上钢管头尾部信号传输至PLC，PLC根据跟踪钢管在输送辊道上的实际位置，结合生产模式，给变频器发出控制指令，控制各组夹送辊的不同速度。
2.如权利要求1所述一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于：所述输送辊道上的夹送辊分三组：位于斯惠顿出口侧的第一组辊道，位于输送辊道中间的第二组辊道，及位于斯惠顿入口侧的第三组辊道。
3.如权利要求2所述一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于：所述PLC控制各组夹送辊速度具体为：
对于同一规格的钢管，第一组辊道速度保持不变，始终与斯惠顿出口速度一致；采用正常方式生产的钢管，第二组辊道速度产生变化，当钢管尾部到达距离斯惠顿60米时，第三组辊道速度升速到两倍于第二组辊道速度，当钢管尾部到达距离斯惠顿40米时，第三组辊道速度降速到与第二组辊道速度一致。
4.如权利要求3所述一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于：所述钢管长度小于40米时，第二组辊道不接通，速度为0。
5.如权利要求2所述一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于：所述PLC选用S7 300型，变频器选用MMV440型，编码器选用西门子编码器。
6.如权利要求2所述一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于：所述红外线检测仪选用光栅检测器件。
7.如权利要求6所述一种钢管在线连续自动化生产的控制方法，其特征在于：所述光栅检测器件分别设置于第一组辊道、第二组辊道、第三组辊道与斯惠顿入口侧之间。
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