专利名称：钢水液位自动控制装置及其方法
技术领域：
本发明属于工业自动控制技术领域，特别是涉及钢水液位自动控制装置及其方法。
背景技术：
在现代化冶金行业的生产中，对钢水液位的控制一直是一个非常复杂的问题。由于生产环境比较特殊，钢水温度很高，一般的测量方法和工具很难满足测量要求，而对钢水液位的控制水平又直接影响冶金行业的生产工艺水平。因此如何准确、有效的控制好钢水液位就显得尤为重要。在实际生产中，生产环境复杂多变，钢水液位控制精度很难把握。目前比较常见的测量方法是，在人工观测的基础上加上电极限位来进行钢水位置的控制调节。但是这种方法危险系数较大，测量精度不够准确，不能很好的满足生产工艺的要求，还会造成生产质量问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢水液位自动控制装置及其方法，实现了控制精度高，安全可靠，能够实现实时精确控制钢水包内钢水的液位。本发明的装置包括摄像头、图像处理计算控制器、PLC控制器和狗计0定位控制器；摄像头和图像处理计算控制器相连，PLC控制器通过以太网和DP总线分别与计算控制器和Festo定位控制器相连；所述摄像头设置在钢水包的上方，实时拍摄钢水包内钢水的液位位置，并将所拍摄的图片实时传送给图像处理计算控制器；所述图像处理计算控制器对图片进行计算处理，得到当前钢水包内钢水的液位水平位置并将其传送给PLC控制器；所述PLC控制器将钢水包内当前液位值和设定的标准值进行比较，通过PID调节使当前值趋向于设定值，调节后的钢水液位值传送给i^esto定位控制器；所述Festo定位控制器根据接收到的钢水液位值控制钢水包内钢水的液位。本发明的方法包括如下步骤由摄像头实时拍摄钢水包内钢水的液位位置，并将所拍摄的图片实时传送给图像处理计算控制器；经过图像处理计算控制器对图片的计算处理，得到当前钢水包内钢水的液位水平位置数据并将其传送给PLC控制器；由PLC控制器对当前的液位值和设定的标准值进行比较，通过PID调节使当前液位值趋向于设定值，调节后的钢水液位值传送给i^esto定位控制器；Festo定位控制器根据收到的钢水液位值控制钢水包内钢水的液位。本发明在钢水液位自动控制中，通过摄像头1实时采集钢水包3内钢水的图片，由图像处理计算控制器2进行处理，得到当前钢水包内准确的液位水平数据；PLC控制器进行液位水平数据处理和PID调节，通过和理论设定值进行比较，得到一个合理的调节值， Festo定位控制器通过控制塞杆6的开度来调节钢水包3的液位；控制精度非常高，安全可靠，完全满足非晶带材的生产要求，达到工艺要求的标准。采用本发明的方法实现钢水包液位自动控制，控制精度能够达到20 μ m,既安全稳定又可进行实时控制测量，完全适应冶金工业生产对钢水液位的严格工艺要求。
图1是钢水液位自动控制装置的结构示意图。其中，摄像头1、图像处理计算控制器2、钢水包3、中间包4、气缸5、塞杆6。
具体实施例方式图1是在非晶带材生产中实现钢水液位自动控制的一个实施例。具体包括摄像头 1、图像处理计算控制器2、PLC控制器和Festo定位控制器。在钢水包3附近的固定位置安装摄像头1，实时拍摄钢水包3内钢水的液位，并将所拍摄的图片实时传送给图像处理计算控制器2中。图像处理计算控制器2对图片通过计算处理，得到当前钢水包3内钢水的液位水平位置并将其传送给PLC控制器。PLC控制器得到当前钢水包3内钢水的液位数据后，将当前值和标准值进行比较， 然后通过PID调节使当前值更加趋向于设定值，经PLC控制器调节后的钢水液位值传送给 Festo定位控制器。PLC控制器可采用西门子公司的S7-400型大型可编程控制器。Festo定位控制器接收到PLC控制器的数据后，通过气缸5控制位于中间包4内的塞杆6开度，控制钢水包3内钢水的液位，即是否需要向钢水包3内补充钢水。Festo定位控制器和PLC控制器之间通过PROFIBUS-DPG^rocess Field Bus，现场总线)协议进行通讯。PLC控制器和图像处理算控制器之间通过串口协议进行通讯。以上通过实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。 在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种钢水液位自动控制装置，其特征在于，包括摄像头、图像处理计算控制器、PLC 控制器和i^esto定位控制器；摄像头和图像处理计算控制器相连，PLC控制器通过以太网和 DP总线分别与计算控制器和Festo定位控制器相连。所述摄像头设置在钢水包的上方，实时拍摄钢水包内钢水的液位位置，并将所拍摄的图片实时传送给图像处理计算控制器；所述图像处理计算控制器对图片进行计算处理，得到当前钢水包内钢水的液位水平位置并将其传送给PLC控制器；所述PLC控制器将钢水包内当前液位值和设定的标准值进行比较，通过PID调节使当前值趋向于设定值，调节后的钢水液位值传送给i^esto定位控制器；所述!^esto定位控制器根据接收到的钢水液位值控制钢水包内钢水的液位。
2.一种采用权利要求1所述的装置钢水液位自动控制的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)由摄像头实时拍摄钢水包内钢水的液位位置，并将所拍摄的图片实时传送给图像处理计算控制器；(2)经过图像处理计算控制器对图片的计算处理，得到当前钢水包内钢水的液位水平位置数据并将其传送给PLC控制器；(3)由PLC控制器对当前的液位值和设定的标准值进行比较，通过PID调节使当前液位值趋向于设定值，调节后的钢水液位值传送给i^esto定位控制器；(4)Festo定位控制器根据收到的钢水液位值控制钢水包内钢水的液位。
全文摘要
一种钢水液位自动控制装置及其方法，属于工业自动控制技术领域。包括摄像头、图像处理计算控制器、PLC控制器和Festo定位控制器；摄像头和图像处理计算控制器相连，PLC控制器通过以太网和DP总线分别与计算控制器和Festo定位控制器相连。摄像头将所拍摄的图片实时传送给图像处理计算控制器；图像处理计算控制器得到当前钢水包内钢水的液位水平位置并将其传送给PLC控制器；PLC控制器将钢水包内当前液位值和设定的标准值进行比较，通过PID调节使当前值趋向于设定值，调节后的钢水液位值传送给Festo定位控制器；Festo定位控制器根据接收到的钢水液位值控制钢水包内钢水的液位。优点在于控制精度能够达到20μm，既安全稳定又可进行实时控制测量。
文档编号G05D9/00GK102343428SQ20111035890
公开日2012年2月8日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者张鹏飞, 梁勇, 苏胜石, 马湧 申请人:上海金自天正信息技术有限公司