CN205200149U - 基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，包括视频监测系统、管理控制系统及卷材拉直弯曲矫直机，所述视频监测系统连接管理控制系统，所述卷材拉直弯曲矫直机分别连接视频监测系统和管理控制系统；所述卷材拉直弯曲矫直机内设置有开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车；通过视频监测系统在冷轧带钢拉直、弯曲、矫直处理过程中实时采集卷材拉直弯曲矫直机上各机械结构的工作状态，并拍摄运行于其上的冷轧带钢的实时图像信息，以便为智能化调整卷材拉直弯曲矫直机工作状态，避免因人工控制卷材拉直弯曲矫直机而产生残次品率居高不下的情况发生。

Description

基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统

技术领域

本实用新型涉及卷材、带钢生产技术领域，具体的说，是基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统。

背景技术

在进行卷材，特别是冷轧带钢生产时，需利用卷材拉直弯曲矫直机通过较大的张力拉伸和小辊径对带钢的弯曲作用和以及较大辊径的矫直作用以获得冷轧带钢较高的平直度，以满足用户要求。但现有技术在采用卷材拉直弯曲矫直机进行平直度处理时，往往是根据工人经验来对卷材拉直弯曲矫直机进行控制操作，但此种方式将存在人工投入大，却不一定保证产品质量的弊端，往往会出现部分冷轧带钢的平直度不符合质量要求的情况发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，通过视频监测系统在冷轧带钢拉直、弯曲、矫直处理过程中实时采集卷材拉直弯曲矫直机上各机械结构的工作状态，并拍摄运行于其上的冷轧带钢的实时图像信息，以便为智能化调整卷材拉直弯曲矫直机各部分工作状态提供数据基础，并以此数据为依据结合管理控制系统，及时的对卷材拉直弯曲矫直机的工作状态进行控制，从而能够智能化的控制卷材拉直弯曲矫直机对冷轧带钢进行平直度处理，避免因人工控制卷材拉直弯曲矫直机而产生残次品率居高不下的情况发生。

本实用新型通过下述技术方案实现：基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，包括视频监测系统、管理控制系统及卷材拉直弯曲矫直机，所述视频监测系统连接管理控制系统，所述卷材拉直弯曲矫直机分别连接视频监测系统和管理控制系统；所述卷材拉直弯曲矫直机内设置有开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车，所述开卷机依次连接上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车；所述视频监测系统分别同开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车连接；所述管理控制系统分别同开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够智能化的对卷材拉直弯曲矫直机的工作模式、工作状态进行控制，使经过拉直、弯曲、矫直处理后的冷轧带钢满足质量要求，特别设置有下述结构：所述管理控制系统内设置有FPGA处理器、存储电路、信号调理电路、PLC电路及继电器电路，所述FPGA处理器分别连接存储电路和信号调理电路，所述信号调理电路依次连接PLC电路及继电器电路，所述继电器电路分别连接开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车。

进一步的为更好地实现本实用新型，采用多存储器进行数据存储及交互处理，可有效提高整个生产系统的性能，增强视频监控数据处理的精度和效率，特别设置成下述结构：所述存储电路内设置有随机存储器及SD卡，所述SD卡及随机存储器皆连接在FPGA处理器上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述随机存储器采用动态随机存储器或/和静态随机存储器。

进一步的为更好地实现本实用新型，通过DSP处理器进行核心控制，对卷材拉直弯曲矫直机工作状态、运行中的冷轧带钢进行视频监测，能够实时的采集卷材拉直弯曲矫直机工作状态信息及冷轧带钢的平直度信息，特别采用下述设置结构：所述视频监测系统内设置有图像采集电路、图像解码电路、图像增强电路、图像消噪电路、DSP处理器及铁电存储器，所述DSP处理器连接铁电存储器，所述图像采集电路依次连接图像解码电路、图像增强电路、图像消噪电路及DSP处理器，所述DSP处理器还分别连接图像采集电路和FPGA处理器；所述图像采集电路分别连接开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够给DSP处理器和FPGA处理器通过合适的工作电压，特别设置有下述结构：还包括供电电路，所述供电电路分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够给DSP处理器及FPGA处理器提供一个合适的时钟信号，提高DSP处理器和FPGA处理器的处理性能，特别设置有下述结构：还包括时钟电路，所述时钟电路分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够为视频监测系统和管理控制系统通过一个人机交互的平台，以便对整个生产系统进行控制，特别设置成下述结构：还包括人机交互界面，所述人机交互界面分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够方便使用者对整个生产系统进行控制，特别设置成下述结构：所述人机交互界面采用触摸屏式人机交互界面。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型通过视频监测系统在冷轧带钢拉直、弯曲、矫直处理过程中实时采集卷材拉直弯曲矫直机上各机械结构的工作状态，并拍摄运行于其上的冷轧带钢的实时图像信息，以便为智能化调整卷材拉直弯曲矫直机各部分工作状态提供数据基础，并以此数据为依据结合管理控制系统，及时的对卷材拉直弯曲矫直机的工作状态进行控制，从而能够智能化的控制卷材拉直弯曲矫直机对冷轧带钢进行平直度处理，避免因人工控制卷材拉直弯曲矫直机而产生残次品率居高不下的情况发生。

本实用新型采用视频监测技术对卷材拉直弯曲矫直机的工作过程进行监测，同时对在卷材拉直弯曲矫直机上运行的冷轧带钢平直度进行检测，以确定该冷轧带钢的平直度是否满足质量要求，并将监测的图像信息上传至DSP处理器内，结合DSP处理器内预置的平直度信息进行对比，从而确定该冷轧带钢是否满足平直度的需求。

本实用新型采用fpga技术，结合PLC技术对卷材拉直弯曲矫直机进行智能化控制，能够极高的提高卷材拉直弯曲矫直机的控制精度，提高生产效率和产品合格率。

本实用新型所述管理控制系统采用多存储器进行数据存储及交互处理，可有效提高整个生产系统的性能，增强控制系统处理数据的精度和效率。

本实用新型采用触摸屏式人机交互界面，可以使使用者更加方便的对整个生产系统进行控制。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，通过视频监测系统在冷轧带钢拉直、弯曲、矫直处理过程中实时采集卷材拉直弯曲矫直机上各机械结构的工作状态，并拍摄运行于其上的冷轧带钢的实时图像信息，以便为智能化调整卷材拉直弯曲矫直机各部分工作状态提供数据基础，并以此数据为依据结合管理控制系统，及时的对卷材拉直弯曲矫直机的工作状态进行控制，从而能够智能化的控制卷材拉直弯曲矫直机对冷轧带钢进行平直度处理，避免因人工控制卷材拉直弯曲矫直机而产生残次品率居高不下的情况发生，如图1所示，特别设置成下述结构：包括视频监测系统、管理控制系统及卷材拉直弯曲矫直机，所述视频监测系统连接管理控制系统，所述卷材拉直弯曲矫直机分别连接视频监测系统和管理控制系统；所述卷材拉直弯曲矫直机内设置有开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车，所述开卷机依次连接上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车；所述视频监测系统分别同开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车连接；所述管理控制系统分别同开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车连接。

在设计使用时，所述视频监测系统分别对开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车的运行状态进行视频拍摄，并拍摄其上加工的冷轧带钢平直度图像信息，以便形成实时数据，而后与预置的标准化图像信息进行对比，从而确定开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车的运行状态是否符合冷轧带钢平直度处理运行需要，而当不符合时将形成一调整控制策略，并传输至管理控制系统内，管理控制系统将分别对开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车的运行状态进行调整，以便能够满足对运行其上的冷轧带钢平直度处理的需要。

待拉直、弯曲、矫直处理的冷轧带钢通过开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车进行平直度处理，利用卷材拉直弯曲矫直机通过较大的张力拉伸和小辊径对带钢的弯曲作用和以及较大辊径的矫直作用以获得冷轧带钢较高的平直度，以满足用户要求。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够智能化的对卷材拉直弯曲矫直机的工作模式、工作状态进行控制，使经过拉直、弯曲、矫直处理后的冷轧带钢满足质量要求，如图1所示，特别设置有下述结构：所述管理控制系统内设置有FPGA处理器、存储电路、信号调理电路、PLC电路及继电器电路，所述FPGA处理器分别连接存储电路和信号调理电路，所述信号调理电路依次连接PLC电路及继电器电路，所述继电器电路分别连接开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车。

由视频监测系统内形成的调整控制策略将被输送到FPGA处理器内，FPGA处理器结合存储电路对其进行处理而后经过信号调理电路、PLC电路利用继电器电路对与继电器电路相连接的开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车进行控制，改变其当前的运行状态，使得待平直度处理的冷轧带钢通过卷材拉直弯曲矫直机后，能够达到合格的平直度要求。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，采用多存储器进行数据存储及交互处理，可有效提高整个生产系统的性能，增强视频监控数据处理的精度和效率，如图1所示，特别设置成下述结构：所述存储电路内设置有随机存储器及SD卡，所述SD卡及随机存储器皆连接在FPGA处理器上。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置方式：所述随机存储器采用动态随机存储器或/和静态随机存储器。

静态存储器(SRAM)的特点是工作速度快，只要电源不撤除，写入SRAM的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大，在本实用新型中作高速缓冲存储器(Cache)使用。DRAM是动态随机存储器(DynamicRandomAccessMemory)，它是利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”，在本实用新型中作为主存储器使用。

实施例5：

本实施例是在实施例2或3或4的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，通过DSP处理器进行核心控制，对卷材拉直弯曲矫直机工作状态、运行中的冷轧带钢进行视频监测，能够实时的采集卷材拉直弯曲矫直机工作状态信息及冷轧带钢的平直度信息，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述视频监测系统内设置有图像采集电路、图像解码电路、图像增强电路、图像消噪电路、DSP处理器及铁电存储器，所述DSP处理器连接铁电存储器，所述图像采集电路依次连接图像解码电路、图像增强电路、图像消噪电路及DSP处理器，所述DSP处理器还分别连接图像采集电路和FPGA处理器；所述图像采集电路分别连接开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车。

所述图像采集电路上设置有高清红外摄像头，按照采拍要求，图像采集电路利用红外摄像头对置于图像采集电路区域内的卷材拉直弯曲矫直机运行状态，拉直、完全、矫直处理中的冷轧带钢按照需要拍摄其图像参数信息(采拍部位，采拍角度等信息)，对卷材拉直弯曲矫直机运行状态图像，拉直、完全、矫直处理中的冷轧带钢的图像信息(亦或图片信息)进行采拍，采拍后的数据信息将被图像解码电路进行解码而后利用图像增强电路将解码后的图像信号进一步的增强，使得其内在采拍时表现模糊的图片或图像变得清晰，而后输送至图像消噪电路内，图像消噪电路将所含的噪声信号去除，而后传输到DSP处理器内，在DSP处理器中结合铁电存储器将实际拍摄的图片或图像与预置的标准图片或标准图像进行对比，当两者相同时即为合格品；而两者不同时则为残次品，需从新拉直、弯曲、矫直处理，并形成调整控制策略，发送到FPGA处理器内，以便进行卷材拉直弯曲矫直机的调节控制。

所述图像采集电路还与DSP处理器直接连接，能够通过DSP处理器自动的控制图像采集电路进行相应的图片或图像数据信息的采集，从而达到在无人操作时或现场无人时依然能够自动化的进行图像采集的目的。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够给DSP处理器和FPGA处理器通过合适的工作电压，如图1所示，特别设置有下述结构：还包括供电电路，所述供电电路分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

实施例7：

本实施例是在实施例5-6任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够给DSP处理器及FPGA处理器提供一个合适的时钟信号，提高DSP处理器和FPGA处理器的处理性能，如图1所示，特别设置有下述结构：还包括时钟电路，所述时钟电路分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

实施例8：

本实施例是在实施例5-7任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够为视频监测系统和管理控制系统通过一个人机交互的平台，以便对整个生产系统进行控制，如图1所示，特别设置成下述结构：还包括人机交互界面，所述人机交互界面分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

实施例9：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够方便使用者对整个生产系统进行控制，特别设置成下述结构：所述人机交互界面采用触摸屏式人机交互界面，工作人员可以通过触摸屏式人机交互界面对整个系统进行参数设置或控制等操作。

DSP处理器及铁电存储器内预置有标准化的合格冷轧带钢产品平直度的标准图片或标准图像；并预存有生产合格冷轧带钢的卷材拉直弯曲矫直机运行状态信息的标准图片或标准图像；同时设置有需要拍摄的图像参数信息(采拍部位，采拍角度等信息)，而后DSP处理器将发送指令到数据采集器内根据需要拍摄的图像参数信息对置于数据采集器内的拉直、弯曲、矫直中的冷轧带钢和卷材拉直弯曲矫直机运行状态的图像信息(亦或图片信息)进行采拍；或人为的控制数据采集器根据需要拍摄的图像参数信息对置于数据采集器内的拉直、弯曲、矫直中的冷轧带钢和卷材拉直弯曲矫直机运行状态的图像信息(亦或图片信息)进行采拍。

采拍后的图片或图像信息将被输送到DSP处理器内，在DSP处理器中采拍的图片或图像将与预置的标准图片或标准图像进行对比，只有当两者相同时，则此次检测的冷轧带钢为拉直、弯曲、矫直处理合格的产品，从而达到自动化的冷轧带钢平直度及卷材拉直弯曲矫直机运行状态的目的；而如果两者存在差异则说明此冷轧带钢平直处理不合格，当成型不合格情况时，将形成一新的调整控制策略，并发送到FPGA处理器内，后结构一系列处理后通过继电器电路对开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车的运行状态进行调整，使得经过卷材拉直弯曲矫直机出来后的冷轧带钢的平直度满足质量要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：包括视频监测系统、管理控制系统及卷材拉直弯曲矫直机，所述视频监测系统连接管理控制系统，所述卷材拉直弯曲矫直机分别连接视频监测系统和管理控制系统；所述卷材拉直弯曲矫直机内设置有开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车，所述开卷机依次连接上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车；所述视频监测系统分别同开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车连接；所述管理控制系统分别同开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车连接。

2.根据权利要求1所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：所述管理控制系统内设置有FPGA处理器、存储电路、信号调理电路、PLC电路及继电器电路，所述FPGA处理器分别连接存储电路和信号调理电路，所述信号调理电路依次连接PLC电路及继电器电路，所述继电器电路分别连接开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车。

3.根据权利要求2所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：所述存储电路内设置有随机存储器及SD卡，所述SD卡及随机存储器皆连接在FPGA处理器上。

4.根据权利要求3所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：所述随机存储器采用动态随机存储器或/和静态随机存储器。

5.根据权利要求2或3或4所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：所述视频监测系统内设置有图像采集电路、图像解码电路、图像增强电路、图像消噪电路、DSP处理器及铁电存储器，所述DSP处理器连接铁电存储器，所述图像采集电路依次连接图像解码电路、图像增强电路、图像消噪电路及DSP处理器，所述DSP处理器还分别连接图像采集电路和FPGA处理器；所述图像采集电路分别连接开卷机、上卷小车、转向辊装置、焊机、入口张力装置、弯曲机、矫直机、出口张力辊装置、涂油机、卷取机及卸卷小车。

6.根据权利要求5所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：还包括供电电路，所述供电电路分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

7.根据权利要求5所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：还包括时钟电路，所述时钟电路分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

8.根据权利要求5所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：还包括人机交互界面，所述人机交互界面分别连接DSP处理器和FPGA处理器。

9.根据权利要求8所述的基于自动化控制的卷材拉直弯曲矫直生产系统，其特征在于：所述人机交互界面采用触摸屏式人机交互界面。