CN112676360B - 一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法及装置，获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速；本发明中通过获取安装在加热炉热坯出炉辊道上的温度传感器的实时温度，并结合出炉辊道的实施运行速度，可以判断当前出炉辊道上钢坯的运行状态，并根据当前钢坯的运行状态，调节辊道的出炉电机的转速，提高了加热炉的出炉效率，避免了由于人工主观判断产生的安全事故。

Description

一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法及装置

技术领域

本发明属于轧钢设备精细控制技术领域，尤其涉及一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法及装置。

背景技术

轧钢车间是将钢坯进行轧制成成品钢材的车间，在该车间中，钢坯首先进入加热炉进行加热，加热到预定温度后，通过辊道将加热后的钢坯输送至轧机的进钢口。在该过程中，辊道运转快慢受到热坯出炉电机转速的影响。当电机转速太快，则热坯有可能会对轧机的进钢口造成冲击，甚至可能上一个钢坯还未完全进入轧机，易出现事故。当电机转速太慢，则可能上一个钢坯已经轧制完毕，进而轧机空转，造成了能源浪费，提升生产成本。

常用的加热炉热坯出炉电机的控制方法是设立专人专岗，工人根据轧机的轧制速度，对热坯出炉电机进行调节，尽可能避免能源浪费以及其他事故的发生。

设立专人专岗虽然可以从一定程度上控制能源浪费以及事故的发生，但是，人具有主观因素，易发生判断失误，特别是工人处于长期紧张的工作环境下，判断失误的情况会极大增加，也会导致生产事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法及装置，结合加热炉辊道上指定位置的温度检测和轧机轧制速度，确定加热炉热坯出炉电机转速，减少人工误判，降低生产成本。

本发明采用以下技术方案：一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，包括以下步骤：

获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；

根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速。

进一步地，根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速包括：

当m≤m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第一指令；其中，m₁为第一温度阈值，v₁为出炉辊道的第一速度阈值，第一指令为出炉电机以v₁对应的转速运行；

当m＞m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第一指令；

当m≤m₁且v＝v₁，且上一时刻m＞m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第二指令；

当m≤m₁且v＝v₂时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₁时刻之间的时间t₁，当t₁＜t_a时，向出炉电机发送第二指令，直至当t₁＝t_a时，向出炉电机发送第三指令；其中，第二指令为出炉电机以v₂对应的转速运行，第三指令为出炉电机停止运行，t_a为第一时间阈值；

当m≤m₁且v＝0时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₂时刻之间的时间t₂，当t₂＜t_b时，向出炉电机发送第三指令，直至t₂＝t_b，向出炉电机发送第一指令；其中，t_b为第二时间阈值。

进一步地，第二时间阈值t_b通过钢坯的长度和与加热炉对接的轧机辊道的运行速度确定。

进一步地，d_钢坯＜d＜d_间隔。

进一步地，450℃≤m₁≤550℃。

进一步地，m₁＝500℃。

本发明的另一种技术方案：一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置，包括：

获取模块，用于获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；

确定模块，用于根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速。

本发明的另一种技术方案：一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法。

本发明的有益效果是：本发明中通过获取安装在加热炉热坯出炉辊道上的温度传感器的实时温度，并结合出炉辊道的实施运行速度，可以判断当前出炉辊道上钢坯的运行状态，并根据当前钢坯的运行状态，调节辊道的出炉电机的转速，提高了加热炉的出炉效率，避免了由于人工主观判断产生的安全事故。

附图说明

图1为本发明实施例一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中加热炉刚坯出炉过程图；

图3为本发明实施例一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置的结构示意图；

图4为本发明另一实施例一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法的应用场景图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，如图1所示，包括以下步骤：S110、获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；S120、根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速。

本发明中通过获取安装在加热炉热坯出炉辊道上的温度传感器的实时温度，并结合出炉辊道的实施运行速度，可以判断当前出炉辊道上钢坯的运行状态，并根据当前钢坯的运行状态，调节辊道的出炉电机的转速，提高了加热炉的出炉效率，避免了由于人工主观判断产生的安全事故。

在本发明实施例中，根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速包括以下几种情况：

当m≤m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第一指令；其中，m₁为第一温度阈值，v₁为出炉辊道的第一速度阈值，第一指令为出炉电机以v₁对应的转速运行；

当m＞m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第一指令；

当m≤m₁且v＝v₁，且上一时刻m＞m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第二指令；

当m≤m₁且v＝v₂时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₁时刻之间的时间t₁，当t₁＜t_a时，向出炉电机发送第二指令，直至当t₁＝t_a时，向出炉电机发送第三指令；其中，第二指令为出炉电机以v₂对应的转速运行，第三指令为出炉电机停止运行，t_a为第一时间阈值；

当m≤m₁且v＝0时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₂时刻之间的时间t₂，当t₂＜t_b时，向出炉电机发送第三指令，直至t₂＝t_b，向出炉电机发送第一指令；其中，t_b为第二时间阈值。

具体的，第二时间阈值t_b通过钢坯的长度和与加热炉对接的轧机辊道的运行速度确定，例如，将钢坯的长度除以轧机辊道的运行速度，即可得到钢坯从轧机进钢口经过的时间。当然，也可以根据实际情况，在钢坯从轧机进钢口经过的时间基础上增加一段时间，如2s，进而可以保证下一个钢坯到达轧机进钢口时更加安全。

关于温度传感器与加热炉的出炉口之间的距离d，在本发明实施例中优选的d_钢坯＜d＜d_间隔。假如d不在该范围内，那么当d≤d_钢坯时，可以预知到，钢坯的前端已经出了加热炉的出钢口，马上要抵达衔接的轧机的进钢口，此时，温度传感器的实测温度还是比较高的，这时，可能误判钢坯还没有到达轧机的进钢口，就不会让电机减速，钢坯可能撞击轧机进钢口还未进入的前一个钢坯，造成事故。如果d≥d_间隔，则可能没有达到预定的第一时间阈值，下一根钢坯已经到达了，此时，还会向电机发送第一指令，也会导致钢坯的前端撞击到轧机，造成安全事故

在本实施例中，根据实验以及工人的经验确定450℃≤m₁≤550℃，更为优选的，m₁＝500℃。

在本实施例中，如图5所示，加热炉6对钢坯5进行加热，加热后通过出炉辊道4将钢坯5输送至轧机8的进钢口。原有的方式时设置专人专岗操作出炉辊道4的电机，时快时慢，充分利用资源，增加产量。

在本实施例中，结合在出炉辊道4的预定位置上安装温度传感器7，再结合预先设定的阈值，对出炉辊道4上的电机进行自动化控制，进一步提高产量，且降低事故发生率。

具体的，如图2所示，初始状态下，出炉辊道4为停止状态，电机转速为0。

当加热炉6将钢坯5加热到预定温度(一般情况下高于100℃)时，需要开启电机，通过出炉辊道4向轧机8中输送钢坯5。此时，工人启动系统，加热炉控制系统按照开机状态运行，此时出炉辊道4的速度为v₁，本实施例中为1.5m/s，出炉电机高速运转。

系统开机后，钢坯5从出炉辊道4的后端向前输送，其上的钢坯5还未到达温度传感器7的位置处，温度传感器4的实时温度应为生产线的正常温度，为30℃左右，远远小于第一温度阈值m₁(本实施例中为500℃)，即此时m≤m₁且v＝v₁＝1.5m/s，此时，为了提高系统的生产效率，应保持出炉辊道4的高速运行，则向出炉电机发送第一指令，该第一指令即为出炉电机高速运转，保持出炉辊道运行速度为1.5m/s。

当运行一段时间后，出炉辊道4上的第一个钢坯5的前端到达温度传感器7的对应位置，此时温度传感器7检测到温度时钢坯的温度，该温度必然会接近钢坯的温度，约为1000℃，即大于500℃，同时由于前方轧机8的进钢口没有钢坯5，所以出炉辊道还是高速运行1.5m/s。即当m＞m₁且v＝v₁时，向所述出炉电机发送第一指令。

出炉辊道持续运行，直至钢坯5的后端越过温度传感器7的位置的时候。此时，温度传感器7的检测温度会从1000℃下降，如400℃。由于温度传感器7与加热炉出炉口之间的距离大于钢坯的长度，在本实施例中，该距离为12m，钢坯长度为11m。当温度传感器7的温度开始下降时，说明钢坯5的后端已经经过了温度传感器7，其前端与出炉口的距离应为12-11＝1m，此时，为了防止钢坯5的前端撞击轧机8的进钢口，必须降低出炉辊道4的运行速度，所以，此时达到了m≤m₁且v＝v₁，且上一时刻m＞m₁且v＝v₁，向出炉电机发送第二指令，该第二指令即为出炉辊道4低速运行，本实施例中设定为出炉辊道4速度为0.7m/s对应的出炉电机转速。

这时，出炉辊道4低速运行，直至上一个钢坯5的前端抵达轧机的进钢口。这需要一段时间，所以计算当前时刻与之前最接近的v＝v₁时刻之间的时间t₁，其中，最接近的v＝v₁时刻即为上一个钢坯的后端经过温度传感器7的时刻。该时刻直至钢坯前端抵达轧机8的进钢口是可以根据出炉辊道的运行速度和距离进行计算的，在本发明实施例中，并非选取的计算值，而是在计算值的基础上增加2s，t_a＝4s，进而提升安全性，当时间未到4s时，出炉辊道4继续以0.7m/s的低速运行，直至到达4s，此时，钢坯5的前端到达轧机8的进钢口，此时，出炉辊道4停止运行，即向所述出炉电机发送第三指令。

当出炉辊道4停止时，即图2中的1#轧机有钢，此时轧机8轧钢，直至其轧钢完毕后出炉辊道4再继续运行。轧机轧钢的时间，可以根据轧机的运行速度和钢坯的长度进行运算，同理，也可以增加延迟几秒。

持续获取状态，并计算当前时刻与之前最接近的v＝v₂时刻之间的时间t₂，即判断出炉辊道4的停止时间是否达到第二时间阈值t_b，达到后，则重复上述步骤，如未达到，则继续等待，直至达到第二时间阈值，重复上述的步骤，继续执行。

在本发明另一实施例中，还公开了一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置，如图3所示，包括：

获取模块210，用于获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；确定模块220，用于根据实时温度值m和运行速度v确定出炉电机的转速。

需要说明的是，上述模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明的另一实施例中还公开了一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，如图4所示，处理器执行计算机程序时实现上述的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

Claims (7)

1.一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，所述温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与所述加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；

根据所述实时温度值m和所述运行速度v确定出炉电机的转速；

根据所述实时温度值m和所述运行速度v确定出炉电机的转速包括：

当m≤m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第一指令；其中，m₁为第一温度阈值，v₁为出炉辊道的第一速度阈值，所述第一指令为所述出炉电机以v₁对应的转速运行；

当m＞m₁且v＝v₁时，向所述出炉电机发送第一指令；

当m≤m₁且v＝v₁，且上一时刻m＞m₁且v＝v₁时，向所述出炉电机发送第二指令；

当m≤m₁且v＝v₂时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₁时刻之间的时间t₁，当t₁＜t_a时，向所述出炉电机发送第二指令，直至当t₁＝t_a时，向所述出炉电机发送第三指令；其中，所述第二指令为所述出炉电机以v₂对应的转速运行，所述第三指令为所述出炉电机停止运行，t_a为第一时间阈值；

当m≤m₁且v＝0时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₂时刻之间的时间t₂，当t₂＜t_b时，向所述出炉电机发送第三指令，直至t₂＝t_b，向所述出炉电机发送第一指令；其中，t_b为第二时间阈值。

2.如权利要求1所述的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，其特征在于，所述第二时间阈值t_b通过所述钢坯的长度和与所述加热炉对接的轧机辊道的运行速度确定。

3.如权利要求2所述的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，其特征在于，d_钢坯＜d＜d_间隔。

4.如权利要求3所述的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，其特征在于，450℃≤m₁≤550℃。

5.如权利要求4所述的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法，其特征在于，m₁＝500℃。

6.一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取温度传感器的实时温度值m和出炉辊道的运行速度v；其中，所述温度传感器安装于加热炉热坯出炉辊道上，且与所述加热炉的出炉口之间的距离d大于钢坯的长度d_钢坯；

确定模块，用于根据所述实时温度值m和所述运行速度v确定出炉电机的转速；

根据所述实时温度值m和所述运行速度v确定出炉电机的转速包括：

当m≤m₁且v＝v₁时，向出炉电机发送第一指令；其中，m₁为第一温度阈值，v₁为出炉辊道的第一速度阈值，所述第一指令为所述出炉电机以v₁对应的转速运行；

当m＞m₁且v＝v₁时，向所述出炉电机发送第一指令；

当m≤m₁且v＝v₁，且上一时刻m＞m₁且v＝v₁时，向所述出炉电机发送第二指令；

当m≤m₁且v＝v₂时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₁时刻之间的时间t₁，当t₁＜t_a时，向所述出炉电机发送第二指令，直至当t₁＝t_a时，向所述出炉电机发送第三指令；其中，所述第二指令为所述出炉电机以v₂对应的转速运行，所述第三指令为所述出炉电机停止运行，t_a为第一时间阈值；

当m≤m₁且v＝0时，计算当前时刻与之前最接近的v＝v₂时刻之间的时间t₂，当t₂＜t_b时，向所述出炉电机发送第三指令，直至t₂＝t_b，向所述出炉电机发送第一指令；其中，t_b为第二时间阈值。

7.一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的一种轧钢车间加热炉热坯出炉电机转速控制方法。

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