CN114713639A - 一种遮蔽装置控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遮蔽装置控制系统，包括控制模块、数据采集模块以及数据处理模块；其中，控制模块用于供用户选择控制模式，并根据用户选定的控制模式，向待控制的遮蔽装置输出用于控制遮蔽装置的工艺特性参数，并进行遮蔽装置的工艺特性参数的实时显示；数据采集模块用于在生产过程中，持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数，并将采集到的数据传输至数据处理模块，数据处理模块用于对数据采集模块采集的数据进行处理，统计和存储。通过本发明的控制系统能够实现遮蔽装置的工业化精确控制，并提供遮蔽工艺的溯源，同时还能够反馈设备状态，减少设备异常造成的质量问题。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，特别涉及一种遮蔽装置控制系统。
背景技术
热轧带钢生产线层流冷却装置是控制产品组织性能的重要手段，在实际生产过程中，由于层流冷却工艺的实施，带钢边部冷却散热情况要高于带钢中部区域，因此热轧带钢在经过层冷区域后会出现带钢边部温度比中间温度低的情况，一般边部温度可以比中间温度可以低60℃以上，这样不仅严重影响了带钢微观组织和力学性能的均匀性，还会引起边部浪形的出现。为了提高组织和力学性能均匀性及减少边部浪形的出现，很多钢铁企业都会在层冷区域安装遮蔽装置。随着轧制节奏的加快及生产品种、规格的多样化，原来采用人工驱动遮蔽装置的方法势必要淘汰，采用自动控制的遮蔽装置将会得到更大的普及。
申请号为CN201910970397.X的中国发明专利(一种精确实现带钢边部对称遮挡的方法)公开了一种通过在模型数据表中设定不同品种、规格对应的边部遮档参数，进一步通过检测带钢的横向温度分布来识别实际遮挡宽度的偏差并反馈，实现灵活控制边部遮挡要求，进而确保不同品种带钢的温度控制。该方案公开的方法具体的说是一种具体的工艺算法，用于针对不同钢种实现自动控制，同时根据温度分布反馈进行自动调节，而对于工业实现过程并未详细说明。
申请号为CN113680830A的中国发明专利(一种热轧带钢边部遮挡区间确定方法、遮挡方法及控制系统)公开了一种基于冷却过程中带钢宽度方向内应力演变规律设定边部遮挡区间的方法，同时还提出了控制系统需要包括温度测量装系统、存储器、控制器和执行机构。该方案中的方法具体的说是一种遮蔽具参数的算法，如何具体的控制并没有说明。
由上可知，虽然目前也有很多关于遮蔽控制的技术方案公开，但这些技术方案都是基于具体的算法或某一过程的研究，对于工程来说还缺少实现的途径。
发明内容
本发明提供了一种遮蔽装置控制系统，用于遮蔽装置的工业化精确控制，实现遮蔽装置精确控制的工程化，以解决针对遮蔽控制，现有技术方案都是基于具体的算法或某一过程的研究，对于工程来说还缺少实现的途径的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种遮蔽装置控制系统，包括：控制模块、数据采集模块及数据处理模块；
所述控制模块用于实现人机交互，供用户选择遮蔽装置的控制模式，并根据用户选定的控制模式，向待控制的遮蔽装置输出用于控制遮蔽装置的工艺特性参数，并进行遮蔽装置的工艺特性参数的实时显示；
所述数据采集模块用于在生产过程中，持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数，并将采集到的数据传输至所述数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述数据采集模块采集的数据进行处理，统计和存储。
进一步地，所述控制模块包括：人机交互单元、遮蔽工艺特性参数输出单元以及PLC；其中，
所述PLC通过网络与待控制的遮蔽装置连接；所述人机交互单元用于供用户选择控制模式，所述遮蔽工艺特性参数输出单元用于按照用户选定的控制模式，通过所述PLC将控制遮蔽装置的设定工艺特性参数发送给待控制的遮蔽装置，遮蔽装置在根据设定工艺特性参数完成运动后将自身的实际工艺特性参数反馈给所述PLC，通过所述PLC传输至所述人机交互单元进行实时显示。
进一步地，所述遮蔽装置至少有两组完整，且独立互不干扰的遮蔽。
进一步地，所述控制模式包括自动控制模式、手动控制模式以及试验控制模式；其中，
在所述自动控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过预设的遮蔽工艺特性参数模型根据带钢工艺参数输出，以实现生产时遮蔽装置的自动控制；
在所述手动控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过用户在所述人机交互单元通过手动实时调整的方式确定，以便根据需要对遮蔽装置进行控制；
在所述试验控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过预设的遮蔽工艺特性参数模型根据带钢工艺参数输出，并可通过所述人机交互单元手动调整。
进一步地，所述数据采集模块包括数据采集服务器，所述数据采集服务器用于通过所述PLC持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数。
进一步地，所述数据处理模块具体用于：
以时间为轴线采集带钢工艺参数和遮蔽工艺特性参数的变化，进行存档；
以钢卷号为轴线，采集带钢工艺参数和遮蔽工艺特性工艺参数，采集完经处理、统计后写入表格存档；其中，所述表格允许多钢卷累计写入；带钢工艺参数由PDI直接给出，遮蔽工艺特性参数收集后采集预设事件发生时的参数值；所述表格中以钢卷号为行，采集的参数为列，采集的参数包括：带钢工艺参数，设定的遮蔽装置的遮蔽位置及相对应的开口度，遮蔽装置反馈回所述PLC的遮蔽位置及相对应的实际开口度，同时将所述遮蔽位置信息反馈给所述人机交互单元进行显示，表示不同遮蔽位置的遮蔽量，表示遮蔽量大于0的遮蔽位置信息，以及表示当前控制模式的预设模式代码。
本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明的遮蔽装置控制系统可以将不同遮蔽工艺算法实现工程化；满足不同工艺需求和操作需求，精确控制遮蔽装置；且具有溯源能力，可为产品的后评价提供支撑；同时具有反馈设备状态的能力，减少设备状态引起的质量异议。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的遮蔽装置控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的遮蔽装置布置图；
图3是本发明实施例提供的人机交互单元的界面图；
图4是本发明实施例提供的3DS运动行程曲线示意图；
图5是本发明实施例提供的数据处理模块对数据进行处理后得到的数据表格内容示意图；其中，(a)为带钢工艺参数及遮蔽部分参数，(b)为遮蔽装置1DS-5OS实际遮蔽量，(c)为遮蔽装置6DS-10OS实际遮蔽量，(d)，(e)，(f)为遮蔽装置的设定开口度及遮蔽装置运行过程中的实际开口度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本实施例提供了一种遮蔽装置控制系统，如图1所示，该遮蔽装置控制系统包括：控制模块、数据采集模块及数据处理模块；其中，
所述控制模块用于实现人机交互，供用户选择遮蔽装置的控制模式，并根据用户选定的控制模式，向待控制的遮蔽装置输出用于控制遮蔽装置的工艺特性参数，并进行遮蔽装置的工艺特性参数的实时显示；
所述数据采集模块用于在生产过程中，持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数，并将采集到的数据传输至所述数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述数据采集模块采集的数据进行处理，统计和存储。
进一步地，所述控制模块包括人机交互单元、遮蔽工艺特性参数输出单元及PLC；其中，PLC通过网络与待控制的遮蔽装置连接；遮蔽装置至少有两组完整，且独立互不干扰的遮蔽；PLC能够暂时存储输入输出的数据。所述人机交互单元用于供用户选择控制模式，遮蔽工艺特性参数输出单元用于按照用户选定的控制模式，通过PLC将控制遮蔽装置的设定工艺特性参数(开口度)发送给待控制的遮蔽装置，遮蔽装置在根据设定工艺特性参数完成运动后将自身的实际工艺特性参数反馈给PLC，通过PLC传输至人机交互单元进行实时显示。
所述控制模式包括自动控制模式、手动控制模式以及试验控制模式；其中，
在所述自动控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过预设的遮蔽工艺特性参数模型根据带钢工艺参数输出，以实现生产时遮蔽装置的自动控制；
在所述手动控制模式下，遮蔽工艺特性参数由用户根据现场需要在人机交互单元通过手动实时调整的方式确定，以便于特殊需要时对遮蔽装置进行控制；
在所述试验控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过预设的遮蔽工艺特性参数模型根据带钢工艺参数输出，并可通过所述人机交互单元手动调整。此模式用于试验时对遮蔽装置进行控制，兼具自动模式的自动控制和手动模式的实时调整，既可以减少试验时参数的修改量，还能满足目标需求。
上述三种模式可以通过人机交互单元进行切换。
进一步地，所述数据采集模块包括数据采集服务器，所述数据采集服务器用于通过所述PLC持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数。
进一步地，所述数据处理模块具体用于：
1)以时间为轴线采集带钢工艺参数和遮蔽工艺特性参数的变化，进行存档；
2)以钢卷号为轴线，采集带钢工艺参数和遮蔽工艺特性工艺参数，采集完经处理、统计后写入表格存档；其中，带钢工艺参数由PDI直接给出，遮蔽工艺特性参数收集后采集某个特定事件发生时的参数值，在该事件发生时保证遮蔽没有外在因素干扰。该表格中以钢卷号为行，采集的参数为列，参数包括：由PDI直接给出的带钢工艺参数，设定的遮蔽装置的遮蔽位置及相对应的开口度，遮蔽装置反馈回所述PLC的遮蔽位置及相对应的实际开口度，能够表示实际开口度与设定开口度不相等的遮蔽位置信息，同时将所述遮蔽位置信息反馈给所述人机交互单元进行显示，能够表示不同遮蔽位置的遮蔽量，能够表示遮蔽量大于0的遮蔽位置信息，能够表示当前控制模式的模式代码。同时该表格允许多钢卷累计写入。
下面，以一实际应用实例来进一步说明本实施例系统的应用过程。包括：在人机交互单元中选择自动、手动、试验三种遮蔽控制模式中的一种，在选定控制模式后，遮蔽工艺参数输出单元输出遮蔽工艺参数，由PLC通过网络连接发送给现场遮蔽装置，实现遮蔽装置的精确运动，遮蔽装置运动情况反馈给PLC，通过PLC显示在人机交互单元。由数据采集模块直接采集PLC输入输出的数据，经过数据处理模块收集，处理，统计和存储。现具体说明如下：
将本实施例的遮蔽装置控制系统用于热轧带钢生产线中层冷系统遮蔽装置控制。本实施例中层冷系统粗调区共有20组台架，每组台架有4根集管；遮蔽装置共安装有20组，每两根集管对应一组遮蔽装置，这20组遮蔽安装在层冷的前10组台架，每组遮蔽独立控制互不干扰，如图2所示。
本实施例以钢卷号21201895N为例，规格为：厚度3.02mm，宽度1600mm，终轧温度880℃，卷取温度580℃。当带钢开始生产时，首先由操作工在人机交互单元选择所需要的控制模式，本实施例中选择自动模式，系统设置自动模式的代码为1。带钢在加热炉出炉后，经定宽机、1#粗轧机、2#粗轧机、保温罩、飞剪到达精轧机组，当精轧F1开始咬钢时，触发自动控制模式中的遮蔽工艺参数输出模型，模型开始根据带钢的工艺特性参数输出遮蔽工艺参数，如表1所示，由PLC将遮蔽工艺参数通过网络发送给遮蔽装置，所有遮蔽设置的开口度在生产过程中未发生变化，遮蔽装置收到参数后自行运动到参数目标值，运动完成或出现特殊情况时将信息反馈给PLC，PLC将这些信息发送给人机交互单元显示，本实施例中10DS未完成动作，实际开口度显示为红色，如图3所示。
表1二级输出遮蔽工艺参数表
| 遮蔽位置 | 参数值 | 遮蔽位置 | 参数值 |
| 1_DS_SET | 1500 | 6_DS_SET | 1800 |
| 1_OS_SET | 1500 | 6_OS_SET | 1800 |
| 2_DS_SET | 1500 | 7_DS_SET | 1800 |
| 2_OS_SET | 1500 | 7_OS_SET | 1800 |
| 3_DS_SET | 1500 | 8_DS_SET | 1800 |
| 3_OS_SET | 1500 | 8_OS_SET | 1800 |
| 4_DS_SET | 1500 | 9_DS_SET | 1800 |
| 4_OS_SET | 1500 | 9_OS_SET | 1800 |
| 5_DS_SET | 1500 | 10_DS_SET | 1800 |
| 5_OS_SET | 1500 | 10_OS_SET | 1800 |
在生产过程中，数据采集模块一直采集带钢工艺参数和遮蔽工艺参数，并发送给数据处理模块，数据处理模块用于：1)按照时间为轴线，对遮蔽工艺参数进行收集、处理、统计并存档，图4为实施例钢卷从精轧F1咬钢到卸卷完成期间3DS(3#台架第一组遮蔽，见图2)遮蔽装置的运动行程曲线，其他参数的类似；2)按照钢卷号为轴线，建立一个表格，以钢卷号为行，带钢和遮蔽参数为列，主要参数有由PDI直接给出的带钢工艺特性参数：钢卷号，规格，终轧温度、卷取温度；设定的开口度，遮蔽装置反馈回PLC的实际开口度及相对应的遮蔽位置，表示不同遮蔽位置的遮蔽量，表示遮蔽量大于0的遮蔽位置信息，表示当前控制模式的模式代码，如图5所示，该表格在卸卷完成后进行存储。
至此，本实施例完整的完成了一次遮蔽装置的动作过程，实现了遮蔽装置的精确控制和数据的收集、处理、统计和存储。
综上，本实施例的遮蔽装置控制系统可以将不同遮蔽工艺算法实现工程化；满足不同工艺需求和操作需求，精确控制遮蔽装置；具有溯源能力，可为产品的后评价提供支撑；具有反馈设备状态的能力，减少设备状态引起的质量异议。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
最后需要说明的是，以上所述是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
Claims (6)
1.一种遮蔽装置控制系统，其特征在于，所述遮蔽装置控制系统包括：控制模块、数据采集模块以及数据处理模块；其中，
所述控制模块用于实现人机交互，供用户选择遮蔽装置的控制模式，并根据用户选定的控制模式，向待控制的遮蔽装置输出用于控制遮蔽装置的工艺特性参数，并进行遮蔽装置的工艺特性参数的实时显示；
所述数据采集模块用于在生产过程中，持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数，并将采集到的数据传输至所述数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述数据采集模块采集的数据进行处理，统计和存储。
2.如权利要求1所述的遮蔽装置控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：人机交互单元、遮蔽工艺特性参数输出单元以及PLC；其中，
所述PLC通过网络与待控制的遮蔽装置连接；所述人机交互单元用于供用户选择控制模式，所述遮蔽工艺特性参数输出单元用于按照用户选定的控制模式，通过所述PLC将控制遮蔽装置的设定工艺特性参数发送给待控制的遮蔽装置，遮蔽装置在根据设定工艺特性参数完成运动后将自身的实际工艺特性参数反馈给所述PLC，通过所述PLC传输至所述人机交互单元进行实时显示。
3.如权利要求1所述的遮蔽装置控制系统，其特征在于，所述遮蔽装置至少有两组完整，且独立互不干扰的遮蔽。
4.如权利要求2所述的遮蔽装置控制系统，其特征在于，所述控制模式包括自动控制模式、手动控制模式以及试验控制模式；其中，
在所述自动控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过预设的遮蔽工艺特性参数模型根据带钢工艺参数输出，以实现生产时遮蔽装置的自动控制；
在所述手动控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过用户在所述人机交互单元通过手动实时调整的方式确定，以便根据需要对遮蔽装置进行控制；
在所述试验控制模式下，遮蔽装置的设定工艺特性参数通过预设的遮蔽工艺特性参数模型根据带钢工艺参数输出，并可通过所述人机交互单元手动调整。
5.如权利要求2所述的遮蔽装置控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括数据采集服务器，所述数据采集服务器用于通过所述PLC持续采集带钢工艺参数和遮蔽装置的遮蔽工艺特性参数。
6.如权利要求1所述的遮蔽装置控制系统，其特征在于，所述数据处理模块具体用于：
以时间为轴线采集带钢工艺参数和遮蔽工艺特性参数的变化，进行存档；
以钢卷号为轴线，采集带钢工艺参数和遮蔽工艺特性工艺参数，采集完经处理、统计后写入表格存档；其中，所述表格允许多钢卷累计写入；带钢工艺参数由PDI直接给出，遮蔽工艺特性参数收集后采集预设事件发生时的参数值；所述表格中以钢卷号为行，采集的参数为列，采集的参数包括：带钢工艺参数，设定的遮蔽装置的遮蔽位置及相对应的开口度，遮蔽装置反馈回所述PLC实际的遮蔽位置及相对应的开口度，表示实际开口度与设定开口度不相等的遮蔽位置信息，同时将所述遮蔽位置信息反馈给所述人机交互单元进行显示，表示不同遮蔽位置的遮蔽量，表示遮蔽量大于0的遮蔽位置信息，以及表示当前控制模式的预设模式代码。
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