CN113333482A - 一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统及方法，所述装置系统包括依次电控连接的测距单元、控制单元与显示单元；所述测距单元包括2个激光测距传感器；所述2个激光测距传感器分别独立地设置于连铸钢坯的轴向两端。所述方法包括以下步骤：(1)在测量区域的两端分别独立地设定2个激光测距点，并测量所述2个激光测距点之间的距离L1；(2)将连铸钢坯运送至所述测量区域，并保持连铸钢坯的轴向两端分别独立地朝向所述2个激光测距点；(3)测量连铸钢坯的轴向两端分别距离所朝向激光测距点的距离L2和L3；(4)计算L＝L1‑L2‑L3，即得连铸钢坯的长度为L。所述方法提升了铸坯长度检测的精度及效率，降低了操作危险性。
Description
技术领域
本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种长度自动测量的方法，尤其涉及一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统及方法。
背景技术
在连铸钢坯生产过程中，需要准确测量钢坯的长度。传统做法是人工在辊道上高温区域内使用盒尺进行测量，这种做法操作危险性高，误差大，效率低。后续改进的做法是采用气动托辊带动链条传动到编码器进行定尺测量，然而由于生产不同定尺较多，需要调整定尺参数，进而容易导致定尺偏差，超出定尺的规定范围。
由此可见，如何提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统及方法，提升连铸钢坯长度检测的精度及效率，降低操作危险性，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统及方法，所述方法提升了铸坯长度检测的精度及效率，降低了操作危险性。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统，所述装置系统包括依次电控连接的测距单元、控制单元与显示单元。
所述测距单元包括2个激光测距传感器。
所述2个激光测距传感器分别独立地设置于连铸钢坯的轴向两端。
所述2个激光测距传感器分别独立地与控制单元电控连接。
本发明采用激光测距的方式代替传统的人工盒尺测量，避免了操作人员近距离接触高温的连铸钢坯，降低了操作危险性。此外，相较于手工测距，激光测距的精度和效率均得到了明显提升。
优选地，所述2个激光测距传感器之间的距离≥15m，例如可以是15m、16m、17m、18m、19m或20m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述装置系统还包括防护单元。
优选地，所述防护单元包括防护罩。
优选地，所述测距单元、控制单元与显示单元分别独立地设置在防护罩的内部。
本发明中，所述测距单元、控制单元与显示单元既可设置在同一个防护罩内，也可设置在不同防护罩内，只要采用的防护罩能够实现对测距单元、控制单元与显示单元的防护功能即可，故在此不对防护罩的具体数量及测距单元、控制单元与显示单元在防护罩内的设置方式做特别限定。
本发明中，将所述测距单元、控制单元与显示单元分别独立地设置在防护罩的内部可避免在测量过程中连铸钢坯的高温辐射对周边仪器的损伤，也提升了人员操作的安全性。
优选地，所述控制单元包括可编程逻辑控制系统。
优选地，所述可编程逻辑控制系统包括电源、输入模块、输出模块、中央处理器和断路器，优选为还包括端子排。
本发明中，所述可编程逻辑控制系统的内部组件可以采用本领域常规的型号，只要能够实现相应的功能并彼此适配即可，故在此不对各个组件的具体型号做特别限定，例如所述电源可以采用DC24V 3A开关电源，所述输入模块可以采用西门子S7-300系列331模拟量输入模块，所述输出模块可以采用西门子S7-300系列332模拟量输出模块，所述中央处理器可以采用西门子S7-300系列315-2DP型号CPU，所述断路器可以采用6A断路器。
本发明中，所述可编程逻辑控制系统的内部组件连接方式为本领域常规的连接方式，只要能够实现控制功能即可，故在此不对各个组件的具体连接方式做特别限定。
优选地，所述显示单元包括数显表。
优选地，所述数显表与控制单元的输出模块电控连接。
第二方面，本发明提供一种采用如第一方面所述装置系统进行连铸钢坯长度自动测量的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在测量区域的两端分别独立地设定2个激光测距点，并测量所述2个激光测距点之间的距离L1；
(2)将连铸钢坯运送至所述测量区域，并保持连铸钢坯的轴向两端分别独立地朝向所述2个激光测距点；
(3)测量连铸钢坯的轴向两端分别距离所朝向激光测距点的距离L2和L3；
(4)计算L＝L1-L2-L3，即得连铸钢坯的长度为L。
本发明通过激光测距的方式分别独立地测量2个激光测距点之间的距离L1、连铸钢坯的轴向两端分别距离所朝向激光测距点的距离L2和L3，从而间接计算出连铸钢坯的长度L＝L1-L2-L3，避免了操作人员近距离接触高温的连铸钢坯进行直接的手工测距，降低了操作危险性。此外，相较于手工测距，激光测距的精度和效率均得到了明显提升。
优选地，步骤(1)所述2个激光测距点分别独立地设置有2个激光测距传感器。
优选地，所述2个激光测距传感器的测量信号输入控制单元进行计算处理，所得结果输出至显示单元进行数值显示。
优选地，步骤(2)所述连铸钢坯的运送方式为采用提升链进行提拉操作。
优选地，步骤(4)所述连铸钢坯的长度L与实际长度L0的偏差≤1mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明采用激光测距的方式代替传统的人工盒尺测量，避免了操作人员近距离接触高温的连铸钢坯，降低了操作危险性。此外，相较于手工测距，激光测距的精度和效率均得到了明显提升，将测量误差控制在1mm范围内。
附图说明
图1是实施例1提供的连铸钢坯长度自动测量的装置系统示意图；
图2是实施例2提供的连铸钢坯长度自动测量的装置系统示意图；
图3是对比例1提供的连铸钢坯长度自动测量的装置系统示意图。
其中：1-激光测距传感器；2-可编程逻辑控制系统；3-数显表；4-防护罩；5-连铸钢坯；6-测量区域。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统，如图1所示，所述装置系统包括依次电控连接的测距单元、可编程逻辑控制系统2与数显表3；所述测距单元包括2个激光测距传感器1；所述2个激光测距传感器1分别独立地设置于连铸钢坯5的轴向两端，且所述2个激光测距传感器1分别独立地与可编程逻辑控制系统2电控连接；所述2个激光测距传感器1、可编程逻辑控制系统2与数显表3分别独立地设置在防护罩4的内部。
本实施例中，所述2个激光测距传感器1之间的距离为15m；所述可编程逻辑控制系统2包括电源、输入模块、输出模块、中央处理器、断路器和端子排(图1中未画出)，且数显表3与所述输出模块电控连接。
本实施例中，所述电源采用DC24V 3A开关电源，所述输入模块采用西门子S7-300系列331模拟量输入模块，所述输出模块采用西门子S7-300系列332模拟量输出模块，所述中央处理器采用西门子S7-300系列315-2DP型号CPU，所述断路器采用6A断路器。
实施例2
本实施例提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统，如图2所示，所述装置系统包括依次电控连接的测距单元、可编程逻辑控制系统2与数显表3；所述测距单元包括2个激光测距传感器1；所述2个激光测距传感器1分别独立地设置于连铸钢坯5的轴向两端，且所述2个激光测距传感器1分别独立地与可编程逻辑控制系统2电控连接。
本实施例中，所述2个激光测距传感器1之间的距离为20m；所述可编程逻辑控制系统2包括电源、输入模块、输出模块、中央处理器和断路器(图2中未画出)，且数显表3与所述输出模块电控连接。
本实施例中，所述电源采用DC24V 3A开关电源，所述输入模块采用西门子S7-300系列331模拟量输入模块，所述输出模块采用西门子S7-300系列332模拟量输出模块，所述中央处理器采用西门子S7-300系列315-2DP型号CPU，所述断路器采用6A断路器。
对比例1
本对比例提供一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统，如图3所示，所述装置系统包括依次电控连接的激光测距传感器1、可编程逻辑控制系统2与数显表3；所述激光测距传感器1设置于连铸钢坯5的轴向一端，且与可编程逻辑控制系统2电控连接；所述激光测距传感器1、可编程逻辑控制系统2与数显表3分别独立地设置在防护罩4的内部。
本对比例中，所述激光测距传感器1与墙面之间的距离为15m；所述可编程逻辑控制系统2包括电源、输入模块、输出模块、中央处理器、断路器和端子排(图3中未画出)，且数显表3与所述输出模块电控连接。
本对比例中，所述电源采用DC24V 3A开关电源，所述输入模块采用西门子S7-300系列331模拟量输入模块，所述输出模块采用西门子S7-300系列332模拟量输出模块，所述中央处理器采用西门子S7-300系列315-2DP型号CPU，所述断路器采用6A断路器。
应用例1
本应用例应用实施例1提供的装置系统进行连铸钢坯长度自动测量，测量方法包括以下步骤：
(1)在测量区域6的两端分别独立地设定2个激光测距点，并在所述2个激光测距点分别独立地设置2个激光测距传感器1，测量所述2个激光测距点之间的距离L1；所述2个激光测距传感器1的测量信号输入可编程逻辑控制系统2进行计算处理，所得结果输出至数显表3进行数值显示；
(2)采用提升链将连铸钢坯5提拉至所述测量区域6，并保持连铸钢坯5的轴向两端分别独立地朝向所述2个激光测距传感器1；
(3)测量连铸钢坯5的轴向两端分别距离所朝向激光测距传感器1的距离L2和L3；
(4)计算L＝L1-L2-L3，即得连铸钢坯5的长度为L，且L与实际长度L0的偏差为0.5mm。
应用例2
本应用例应用实施例2提供的装置系统进行连铸钢坯长度自动测量，测量方法包括以下步骤：
(1)在测量区域6的两端分别独立地设定2个激光测距点，并在所述2个激光测距点分别独立地设置2个激光测距传感器1，测量所述2个激光测距点之间的距离L1；所述2个激光测距传感器1的测量信号输入可编程逻辑控制系统2进行计算处理，所得结果输出至数显表3进行数值显示；
(2)采用提升链将连铸钢坯5提拉至所述测量区域6，并保持连铸钢坯5的轴向两端分别独立地朝向所述2个激光测距传感器1；
(3)测量连铸钢坯5的轴向两端分别距离所朝向激光测距传感器1的距离L2和L3；
(4)计算L＝L1-L2-L3，即得连铸钢坯5的长度为L，且L与实际长度L0的偏差为0.8mm。
对比应用例1
本对比应用例应用对比例1提供的装置系统进行连铸钢坯长度自动测量，测量方法包括以下步骤：
(1)在测量区域6的远离墙面一端设定1个激光测距点，并在所述激光测距点设置激光测距传感器1，测量所述激光测距点与墙面之间的距离L1；所述激光测距传感器1的测量信号输入可编程逻辑控制系统2进行计算处理，所得结果输出至数显表3进行数值显示；
(2)采用提升链将连铸钢坯5提拉至所述测量区域6，并保持连铸钢坯5的轴向一端朝向所述激光测距传感器1；
(3)测量连铸钢坯5的轴向一端距离激光测距传感器1的距离L2；
(4)计算L＝L1-L2，即得连铸钢坯5的长度为L，且L与实际长度L0的偏差为12mm。
相较于应用例1，本对比应用例仅设置1个激光测距传感器，无法测量连铸钢坯的轴向另一端与墙面之间的距离，从而导致测量误差偏大。
由此可见，本发明采用激光测距的方式代替传统的人工盒尺测量，避免了操作人员近距离接触高温的连铸钢坯，降低了操作危险性。此外，相较于手工测距，激光测距的精度和效率均得到了明显提升，将测量误差控制在1mm范围内。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种连铸钢坯长度自动测量的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次电控连接的测距单元、控制单元与显示单元；
所述测距单元包括2个激光测距传感器；
所述2个激光测距传感器分别独立地设置于连铸钢坯的轴向两端；
所述2个激光测距传感器分别独立地与控制单元电控连接。
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述2个激光测距传感器之间的距离≥15m。
3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括防护单元；
优选地，所述防护单元包括防护罩；
优选地，所述测距单元、控制单元与显示单元分别独立地设置在防护罩的内部。
4.根据权利要求1-3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述控制单元包括可编程逻辑控制系统；
优选地，所述可编程逻辑控制系统包括电源、输入模块、输出模块、中央处理器和断路器，优选为还包括端子排。
5.根据权利要求4所述的装置系统，其特征在于，所述显示单元包括数显表；
优选地，所述数显表与控制单元的输出模块电控连接。
6.一种采用如权利要求1-5任一项所述装置系统进行连铸钢坯长度自动测量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在测量区域的两端分别独立地设定2个激光测距点，并测量所述2个激光测距点之间的距离L1；
(2)将连铸钢坯运送至所述测量区域，并保持连铸钢坯的轴向两端分别独立地朝向所述2个激光测距点；
(3)测量连铸钢坯的轴向两端分别距离所朝向激光测距点的距离L2和L3；
(4)计算L＝L1-L2-L3，即得连铸钢坯的长度为L。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述2个激光测距点分别独立地设置有2个激光测距传感器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述2个激光测距传感器的测量信号输入控制单元进行计算处理，所得结果输出至显示单元进行数值显示。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述连铸钢坯的运送方式为采用提升链进行提拉操作。
10.根据权利要求6-9任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述连铸钢坯的长度L与实际长度L0的偏差≤1mm。
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