CN201804253U - 一种热轧运输链控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及时序控制系统，公开了一种热轧运输链控制系统，包括检测元件、可编程控制器和现场远程站，检测元件置于热轧运输链上设备的运动沿线，现场远程站置于现场操作箱中，可编程控制器通过工控网与电机控制中心、液压站操作箱、现场操作箱及现场远程站连接，可编程控制器包括上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元。本实用新型获取设备位置信息、钢卷有无信息、设备动作状态信息、操作信息，经上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元综合判断，通过电机控制中心控制液压站以及现场远程控制比例阀、截止阀、慢速链变频器控制慢速运输链，使得热轧运输链的设备在动作时序的配合及当前设备与上下游设备之间的联锁保护得到保证。

Description

一种热轧运输链控制系统 

技术领域

本实用新型涉及一种时序控制系统，具体应用于热轧运输链。 

背景技术

由于热轧钢卷的温度高，重量大等原因，普通运输方式无法满足长期工作的要求，且成本过高，故形成了热轧运输链这一运送方式。运输链的运输能力及作业率直接影响着这个车间的生产能力及经济效益。 

以前的热轧运输链采用的运卷方式为卧式运输，主要由翻钢机，平板运输链，抽出机等设备组成，翻钢机将卷取机卷出的钢卷翻转90°后卧着放置在慢速链上，由慢速链将其运送到下游的成品库。这种运输方式存在着以下缺点： 

容易造成钢卷折边，散尾，对整个钢卷的质量造成影响；如果本身钢卷的卷形不太好的情况下，比如塔形卷在卧式运输过程中就会对钢卷的形状造成影响，从而影响产品质量，接下来还将影响开卷的过程，此外，机械设备的维护成本较高，且不便于维护。 

因此，为了解决上述问题，故国内目前采用立式运输的方式来运送防卷，主要由步进梁，提升机，转台，鞍形慢速链等设备构成，钢卷在所有设备上均为立式运输，不影响卷形，不会折边，对钢卷的外形要求也较低，机械设备也较易于维护。但是，由于步进梁是通过上下和前进后退的运动，用步进的方式将钢卷一步步运送至下游设备，设备之间有位置交叉，可能造成设备之间的碰撞。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热轧运输链控制系统，他具有在热轧运输链的步进梁、提升机、转台、慢速链的运动沿线布置检测元件，通过现场远程站采集检测元件的检测信号并发送至接入控制热轧运输链以太网的可编程控制器，通过可编程控制器对检测信号及现 场操作箱发送的操作信号、热轧运输链操作室发出的操作信号进行综合判断，通过电机控制中心对比例阀、截止阀、慢速链变频器进行控制，实现对热轧运输链各个设备间动作时序的控制、设备之间联锁保护的特点。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种热轧运输链控制系统，其特征在于，包括检测元件、可编程控制器和现场远程站， 

所述检测元件包括：位置传感器、接近开关和光电管，所述位置传感器沿运输链布置，检测步进梁、提升机、转台、慢速链在动作过程中的具体位置；所述接近开关布置于步进梁、提升机、转台、慢速链的极限位置处，检测其是否到达极限位置；所述光电管布置在提升机的上下位置，转台上，慢速链的头尾部，检测有无钢卷信号； 

所述现场远程站设置于热轧运输链的现场操作箱中，现场远程站接收所述检测元件的检测信号； 

所述可编程控制器通过工控网连接热轧运输链的电机控制中心、热轧运输链的液压站操作箱远程站、现场操作箱及现场远程站， 

所述可编程控制器包括上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元，所述上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元包括：包括信息采集模块、信息处理模块、信号发生模块、信号输出模块， 

所述信息采集模块采集的信息包括：设备位置信息、操作信息、设备动作状态信息和钢卷有无信息， 

所述设备位置信息是由所述现场远程站捕获检测元件中的位置传感器、接近开关的检测信息； 

所述操作信息由现场操作箱、液压站操作箱、操作室的运输链操作控制器发出； 

所述设备动作状态信息，通过工控网由电机控制中心提供电机的运行状态信息，由慢速链变频器提供慢速运输链动作状态信息，由现场操作箱中的现场远程站提供步进梁、提升机、转台的动作方向； 

所述钢卷有无信息由所述现场远程站捕获检测元件中的光电管的检测信息； 

所述信息处理模块，通过所述信息采集模块采集的设备位置信息、设备动作状态信息，判断出：设备在不同区域内的不同状态及动作，以及当前设备处于前进区域还是后退区域； 

所述信号发生模块产生包括：正向运转信号、反向运转信号、停止动作信号、禁止动作信号信号， 

所述正向运转信号及反向运转信号，通过所述信息采集模块采集的设备位置信息、操作信息、钢卷有无信息，及所述信息处理模块的判断结果，进行判断：当当前设备与联锁的下游或上游设备，在位置、动作状态都不会发生碰撞、并且运动的方向是相互配合的方向时，发出执行相应配合动作的正向运转信号、反向运转信号，通过工控网传送至现场操作箱中的现场远程站和电气室内的慢速链变频器，以控制液压比例阀、截止阀、慢速链变频器，从而控制提升机升降、步进梁升降进退、转台转向、慢速链进退，促使相互配合的设备完成配合动作； 

所述停止动作信号，通过对所述信息采集模块采集到的操作信息、设备位置信息、钢卷有无信息进行判断：当设备到达极限位置，或当前设备与上下游设备可能发生碰撞时，发出停止信号； 

所述禁止动作信号，当采集模块采集到的设备位置信息中获得设备到达极限位置的信息时、当采集模块采集到的操作信息中的获取紧停信号时、当信息采集模块采集到的钢卷有无信息为设备的前进方向上有钢卷存在时，发出禁止动作信号； 

所述信号输出模块：接收信号发生模块发出的正向运转信号、反向运转信号、停止动作信号、禁止动作信号，输出停止动作信号、禁止动作信号，并根据信息处理模块的处理结果，判断出正向运转的输出值、反向运转的输出值，根据输出值输出正向运转信号、反向运转信号给电机控制中心、现场操作箱中的现场远程站、慢速链变频器。 

对上述技术方案的改进为，所述信号输出模块包括手自动互锁子模块、正反向启动互锁子模块、信号优先级排序子模块， 

热轧运输链的设备根据自动操作指令进行运动的过程中，接收到手动操作指令时，所述自动互锁子模块被启动，从而不允许手动操作指令 的执行，反之亦然； 

热轧运输链的设备根据正向启动指令进行运作的过程中，接收到反向启动指令时，所述正反向启动互锁子模块被启动，从而不允许反向指令启动，反之亦然； 

当所述信号发生模块接收到停止、禁止、上升、下降信号时，停止信号及禁止信号优先于上升、下降信号。 

对上述技术方案进一步的改进为，所述可编程控制器还包括钢卷信息跟踪单元，所述钢卷信息跟踪单元包括：钢卷信息接收模块、钢卷数据处理模块、钢卷数据修改模块、设备动作判定模块、钢卷数据数据输入模块； 

所述可编程控制器还通过以太网与二级机联系，所述二级机为工厂内遍布于不同生产区域的收集以及通过生产控制模型来控制整个生产过程的计算机系统； 

所述钢卷数据接收模块，通过以太网，从热轧运输链中记录钢卷数据的卷取处的所述二级机获取当前钢卷的钢卷信息，从所述上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元的信息采集模块采集的设备位置信息、设备动作状态信息，将当前钢卷所处设备的位置信息、钢卷信息存储下来； 

所述设备动作判定模块，通过所述信号采集模块采集的设备位置信息作出判断，当设备每动作一个周期时发出一个脉冲，判断钢卷移动到下一个设备； 

所述钢卷数据处理模块，接收所述设备动作判定模块的判断信息、钢卷数据接收模块的钢卷信息、以及所述信号采集模块采集的钢卷所处设备的位置信息、动作状态信息，将钢卷信息传送给下一个设备； 

所述钢卷数据修改模块，连接所述钢卷数据输入模块，钢卷信息修改模块包括钢卷信息暂停子模块、钢卷信息快进子模块、钢卷信息变更子模块，当热轧运输链中最后一个已记录当前钢卷信息的设备滞后于当前钢卷时，执行钢卷信息暂停子模块，直至已记录了当前钢卷信息的设备接住当前钢卷；当当前钢卷滞后于记录了当前钢卷信息的设备室，执 行钢卷信息快进子模块，直至钢卷到达热轧运输链中最后一个已记录了当前钢卷信息的设备；当钢卷信息错误时，执行钢卷信息变更子模块，由操作人员通过钢卷数据输入模块手工修改好正确的钢卷信息。 

本实用新型的优点在于： 

1.提供了一种对热轧运输链各个设备间动作时序的控制、设备之间联锁保护的控制系统，通过在热轧运输链的步进梁、提升机、转台、慢速链的运动沿线布置检测元件，利用现场远程站采集检测元件的检测信号并发送至可编程控制器，通过可编程控制器对检测信号及现场操作箱发送的操作信号、热轧运输链操作室发出的操作信号进行综合判断，再通过控制电机控制中心的马达及对比例阀、截止阀、慢速链变频器的控制，实现对热轧运输链各个设备间动作时序的控制和设备之间的联锁保护。解决了现有技术中采用立式热轧运输链时，步进梁通过上、下、前进、后退的运动，用步进的方式将钢卷一步步运送至下游设备，设备之间有位置交叉，可能造成设备之间的碰撞的问题。 

2.通过设置手自动互锁子模块、正反向启动互锁子模块、信号优先级排序子模块进一步保证系统稳定性和设备的工作状态，减少故障发生，降低维护量。 

3.通过设置钢卷信息跟踪单元，通过以太网从卷取处的二级机获取钢卷信息，然后在接卷的同时将钢卷信息赋予当前钢卷，此后随钢卷的运动带动钢卷信息运动，实现了跟踪钢卷信息的目的。 

本实用新型所提供了一种热轧运输链控制系统，通过检测元件采集设备位置信息给可编程控制器结合设备动作状态信息、操作人员操作信息，通过上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元综合判断后，通过电机控制中心控制液压站，根据步进梁行走速度要求控制比例阀、截止阀、根据慢速链速度和定位要求控制慢速链变频器，使得热轧运输链的设备在动作时序的配合及当前设备与上下游设备之间的联锁保护得到了保证，其结构简单、制作方便、易于操作和维护、成本低、使用效果好。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。 

图1为本实用新型中检测元件在热轧运输链现在设置的结构示意图。 

图2为本实用新型的可编程控制器与热轧运输链控制网络的连接示意图。 

图3为本实用新型的可编程控制器中上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元工作流程示意图。 

其中，1-检测元件(图中三角形实心图所示)，2-快速运输车，3-1号现场操作箱，4-1号步进梁，5-1号转台，6-钢卷运输车，7-2号步进梁，8-钢卷检查线，9-2号转台，10-3号步进梁，11-1号慢速运输链，12-4号步进梁，13-1号提升机，14-5号步进梁，15-2号慢速运输链，16-6号步进梁，17-2号提升机，18-8好步进梁，19-4号慢速运输链，20-7号步进梁，21-成品库，22-3号慢速运输链，23-n号现场操作箱，24-卷取二级机，25-交换机，26-电气室，27-电机控制中心及其现场远程站，28-1号液压站，29-1号液压站操作箱，30-2号液压站，31-2号液压站操作箱，32-热轧运输链操作室，33-电气室中的工程师站，34-可编程控制器。 

具体实施方式

本实用新型所提供的一种热轧运输链控制系统，包括检测元件1、可编程控制器34和现场远程站。如图1所示的本实用新型中检测元件在热轧运输链现在设置的结构示意图，检测元件1被设置于热轧运输链的运输沿线。 

检测元件包括：位置传感器、接近开关和光电管，位置传感器沿运输链布置，检测步进梁、提升机、转台、慢速链在动作过程中的具体位置；接近开关布置于步进梁、提升机、转台、慢速链的极限位置处，检测其是否到达极限位置；光电管布置在提升机的上下位置，转台上，慢 速链的头尾部，检测有无钢卷信号。 

由图2所示的本实用新型的可编程控制器与热轧运输链控制网络的连接示意图可知，可编程控制器34通过交换机25接入控制热轧运输链工作的以太网，通过以太网可以与热轧运输链的操作室32中的热轧运输链操作控制器、存储有钢卷信息的卷取二级机24和电气室26中的工程师站33连接，可编程控制器34还通过PROFIBUS-DP总线与电气室26中的电机控制中心及其现场远程站27、液压站操作箱29、31、1号至n号现场操作箱连接。 

参照图1、图2，现场远程站被设置于1号现场操作箱3至n号现场操作箱23中。 

可编程控制器34中设置了上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元，该单元包括：包括信息采集模块、信息处理模块、信号发生模块、信号输出模块， 

信息采集模块采集的信息包括：设备位置信息、操作信息、设备动作状态信息和钢卷信息， 

设备位置信息是由所述现场远程站捕获检测元件中的位置传感器、接近开关的检测信息； 

操作信息由现场操作箱、液压站操作箱、操作室的运输链操作控制器发出； 

设备动作状态信息，通过工控网由电机控制中心提供电机的运行状态信息，由慢速链变频器提供慢速运输链动作状态信息，由现场操作箱中的现场远程站提供步进梁、提升机、转台的动作方向，对于工控网，优选的采用PROFIBUS-DP网，由于本领域的普通技术人员通常都是使用的PROFIBUS-DP网，从通用性的角度出发，采用PROFIBUS-DP网能够使技术人员更加易于操作及维护； 

钢卷信息由所述现场远程站捕获检测元件中的光电管的检测信息； 

信息处理模块，通过所述信息采集模块采集的设备位置信息、设备动作状态信息，判断出：设备在不同区域内的不同状态及动作，以及当前设备处于前进区域还是后退区域； 

信号发生模块产生包括：正向运转信号、反向运转信号、停止动作信号、禁止动作信号信号， 

正向运转信号及反向运转信号，通过所述信息采集模块采集的设备位置信息、操作信息、钢卷信息，及所述信息处理模块的判断结果，进行判断：当当前设备与联锁的下游或上游设备，在位置、动作状态都不会发生碰撞、并且运动的方向是相互配合的方向时，发出执行相应配合动作的正向运转信号、反向运转信号，通过工控网传送至现场操作箱中的现场远程站和电气室内的慢速链变频器，控制液压比例阀、截止阀、慢速链变频器，从而控制提升机升降、步进梁升降进退、转台转向、慢速链进退，促使相互配合的设备完成配合动作。 

停止动作信号，通过对信息采集模块采集到的操作信息、设备位置信息、和钢卷信息进行判断：当设备到达极限位置，或当前设备与上下游设备可能发生碰撞时，发出停止信号。 

禁止动作信号，当采集模块采集到的设备位置信息中获得设备到达极限位置的信息时、当采集模块采集到的操作信息中的获取紧停信号时、当信息采集模块采集到的钢卷有无信息为设备的前进方向上有钢卷存在时，发出禁止动作信号。 

信号输出模块：接收信号发生模块发出的正向运转信号、反向运转信号、停止动作信号、禁止动作信号，输出停止动作信号、禁止动作信号，并根据信息处理模块的处理结果，判断出正向运转的输出值、反向运转的输出值，根据输出值输出正向运转信号、反向运转信号给电机控制中心、现场操作箱中的现场远程站、慢速链变频器。 

优选的，在信号输出模块中，再设置手自动互锁子模块、正反向启动互锁子模块和信号优先级排序子模块， 

热轧运输链的设备根据自动操作指令进行运动的过程中，接收到手动操作指令时，自动互锁子模块被启动，从而不允许手动操作指令的执行，反之亦然； 

热轧运输链的设备根据正向启动指令进行运作的过程中，接收到反向启动指令时，所述正反向启动互锁子模块被启动，从而不允许反向指 令启动，反之亦然； 

当信号输出模块接收到停止、禁止、上升、下降信号时，停止信号及禁止信号优先于上升、下降信号。 

下面，就上述介绍的本实用新型组成部件，结合图3所示的本实用新型的可编程控制器中上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元工作流程示意图，对本实用新型实现热轧运输链上设备间动作配合时序及动作联锁保护的过程加以说明： 

热轧运输链上的步进梁、转台、提升机、慢速运输链都要按照图3所示的工作流程，由本实用新型的可编程控制器34控制其运动时序： 

可编程控制器34通过现场操作箱、液压站操作箱29、31，及热轧运输链操作室23内的操作控制器获取操作信息，通过信息处理模块获取当前设备与上下游设备的位置及动作状态信息后，再通过信号发生模块判断设备之间是否有干涉，即设备之间是否会因执行操作指令而发生碰撞，如果存在干涉，则不执行操作指令，不存在干涉，则通过信号输出模块，依照操作指令及判断出的输出值控制液压比例阀、截止阀及慢速链变频器，来控制提升机升降、步进梁升降进退、转台转向，以及慢速运输链的进退。 

此时，热轧运输链上的设备处于运动状态，信息处理模块继续获取当前设备与上下游设备的位置及动作状态信息，再判断设备之间是否有干涉，若判断出有干涉，则通过发出停止信号，通过信号输出模块，将停止信号通过操作箱远程站发送给现场液压比例阀和截止阀使设备停止动作；若没有干涉，则通过信息处理模块模块判断当前设备知否到达了极限位置，若是，则停止，否则继续获取当前设备与上下游设备的位置及动作状态信息； 

当热轧运输链的设备处于动作过程中，可编程控制器从现场操作箱、液压站操作箱及热轧运输链控制室的操作控制器获取紧停信号时，通过信号发生模块、信号输出模块，将禁止设备动作信号发送给电机控制中心、现场操作箱中的现场远程站、慢速链变频器，禁止设备动作。 

本实用新型通过在可编程控制器中设置钢卷信息跟踪单元，能够对 钢卷信息进行跟踪：钢卷信息跟踪单元包括钢卷信息接收模块、钢卷数据处理模块、钢卷数据修改模块、设备动作判定模块、钢卷数据数据输入模块； 

钢卷数据接收模块，从以太网接收热轧运输链中记录钢卷数据的卷取二级机获取当前钢卷的信息，从上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元的信息采集模块采集的设备位置信息、设备动作状态信息，将当前钢卷所处设备的位置信息、包括钢卷号、钢卷重量、钢卷直径、钢卷宽度、钢卷厚度的钢卷信息存储下来； 

设备动作判定模块，通过所述信号采集模块采集的设备位置信息作出判断，当设备每动作一个周期时发出一个脉冲，判断钢卷移动到下一个设备； 

钢卷数据处理模块，接收设备动作判定模块的判断信息、钢卷数据接收模块的钢卷信息、以及信号采集模块采集的钢卷所处设备的位置信息、动作状态信息，将钢卷信息传送给下一个设备； 

钢卷数据修改模块，连接钢卷数据输入模块，钢卷信息修改模块包括钢卷信息暂停子模块、钢卷信息快进子模块、钢卷信息变更子模块，当热轧运输链中最后一个已记录当前钢卷信息的设备滞后于当前钢卷时，执行钢卷信息暂停子模块，直至已记录了当前钢卷信息的设备接住当前钢卷；当当前钢卷滞后于记录了当前钢卷信息的设备室，执行钢卷信息快进子模块，直至钢卷到达热轧运输链中最后一个已记录了当前钢卷信息的设备；当钢卷信息错误时，执行钢卷信息变更子模块，由操作人员通过钢卷数据输入模块手工修改好正确的钢卷信息。 

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (3)

1.一种热轧运输链控制系统，其特征在于，包括检测元件、可编程控制器和现场远程站，

所述检测元件包括：位置传感器、接近开关和光电管，所述位置传感器沿运输链布置，检测步进梁、提升机、转台、慢速链在动作过程中的具体位置；所述接近开关布置于步进梁、提升机、转台、慢速链的极限位置处，检测其是否到达极限位置；所述光电管布置在提升机的上下位置，转台上，慢速链的头尾部，检测有无钢卷信号；

所述现场远程站设置于热轧运输链的现场操作箱中，现场远程站接收所述检测元件的检测信号；

所述可编程控制器通过工控网连接热轧运输链的电机控制中心、热轧运输链的液压站操作箱远程站、现场操作箱及现场远程站，

所述可编程控制器包括上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元，所述上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元包括：包括信息采集模块、信息处理模块、信号发生模块、信号输出模块，

所述操作信息由现场操作箱、液压站操作箱、操作室的运输链操作控制器发出；

所述设备动作状态信息，通过工控网由电机控制中心提供电机的运行状态信息，由慢速链变频器提供慢速运输链动作状态信息，由现场操作箱中的现场远程站提供步进梁、提升机、转台的动作方向；

所述钢卷有无信息由所述现场远程站捕获检测元件中的光电管的检测信息。

2.如权利要求1所述的一种热轧运输链控制系统，其特征在于，所述信号输出模块包括手自动互锁子模块、正反向启动互锁子模块、信号优先级排序子模块，

所述手自动互锁子模块与所述信息采集模块连接；

所述正反向启动互锁子模块、信号优先级排序子模块与所述信号发生模块连接。

3.如权利要求1或2所述的一种热轧运输链控制系统，其特征在于，所述可编程控制器还包括钢卷信息跟踪单元，所述钢卷信息跟踪单元包括：钢卷信息接收模块、钢卷数据处理模块、钢卷数据修改模块、设备动作判定模块、钢卷数据数据输入模块；

所述可编程控制器还通过以太网与二级机连接；

所述钢卷数据接收模块、设备动作判定模块与所述上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元的信息采集模块连接；

所述钢卷数据处理模块与所述设备动作判定模块、钢卷数据接收模块、上下游设备动作配合时序及动作连锁保护单元的信息采集模块连接；

所述钢卷数据修改模块连接所述钢卷数据输入模块，钢卷信息修改模块包括钢卷信息暂停子模块、钢卷信息快进子模块、钢卷信息变更子模块。

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