光整机平衡缸高精度的检测及保护装置制造方法
【专利摘要】一种光整机平衡缸高精度的检测及保护装置，属于冷轧带钢处理线生产【技术领域】。该装置包括光整机入口操作侧平衡缸编码器、光整机入口驱动侧平衡缸编码器、光整机出口操作侧平衡缸编码器、光整机出口驱动侧平衡缸编码器、PLC系统、上位监控WinCC服务器、以太网通讯线、Profibus-DP网线；在光整机入口操作侧平衡缸（12）上安装光整机入口操作侧平衡缸编码器（8）、光整机入口驱动侧平衡缸（13）上安装光整机入口驱动侧平衡缸编码器（9）、光整机出口操作侧平衡缸（14）上安装光整机出口操作侧平衡缸编码器（10）、光整机出口驱动侧平衡缸（15）上安装光整机出口驱动侧平衡缸编码器（11）。优点在于，可以有效避免因为平衡缸发生倾斜时导致的带钢质量问题，甚至是断带停车事故。
【专利说明】光整机平衡缸高精度的检测及保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冷轧带钢处理线生产【技术领域】，特别提供了一种光整机平衡缸高精度的检测及保护装置，适用于带钢处理线，可广泛应用于处理线光整机系统。
【背景技术】
[0002]光整机是冷轧带钢处理线最重要的质量设备之一，其作用是将工作辊粗糙度传递到带钢表面，在入口和出口张力辊之间，提供给带钢所需要的延伸率。在比较高的轧制力下，通过带钢延伸提高平直度并改变带钢屈服强度等冶金性能；在轻微的压下作用下，减轻和消除板型的缺陷，从而提高薄板的平直度。光整机在每次换辊后都要进行离线轧制线调整，调整时平衡缸跟随轧制线的位置同步调整。调整过程中，由于目前镀锌机组光整机平衡缸普遍采用接近开关对平衡缸位置进行检测，检测精度低，判断平衡缸平衡能否满足生产要求需借助人工参与，且调整费时、费力、效果差，不能很好地满足控制要求。另外，当平衡缸在轧制线调整完毕在线生产后，一旦平衡缸平衡状态出现微偏差无法检测，偏差严重时系统也无法实施控制保护功能，极易造成断带停车事故，给生产造成极大的经济损失。因此对光整机平衡缸位置进行检测及控制功能优化非常必要。目前在对光整机平衡缸加装线性高精度位置传感器及其平衡缸控制优化的发明尚未见报导。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种光整机平衡缸高精度的检测及保护装置，光整机在每次换辊后都要进行离线轧制线调整。在调整过程中，由于原设计平衡缸两侧只有两个接近开关作为平衡缸平衡的检测手段，检测精度低，判断平衡缸平衡能否满足生产要求需借助人工参与，且调整费时、费力、效果差。当轧制线调整完毕投入在线生产后，因各种原因有时会出现操作侧和驱动侧倾斜的状况，进而两侧轧制力偏差过大，造成带钢褶皱质量问题，严重时造成带钢断带，甚至导致因光整机无法投入造成长时间停机的事故。针对光整机平衡缸检测及控制存在的这一重大隐患，优化平衡缸位置检测系统，解决光整机在轧制线调整过程中两侧有时倾斜的情况，对镀锌线稳定生产，提高产品质量及经济效益具有重要现实意义。
[0004]针对光整机平衡缸存在的上述问题，提出如下技术方案:首先优化平衡缸位置检测方式，在光整机四个平衡缸上各安装一个线性位置编码器，进而实现光整机四个平衡缸位置高精度在线采集、HMI实时监控报警、在线保护的功能。当两侧位置偏差过大时，可以给操作人员发出报警信息，不允许投入光整机、进一步调整光整机的平衡缸，直到到平衡缸的位置达到平衡，这样就大大节约了光整机平衡缸的调整时间，同时提高了光整机投入使用时控制的精度，可有效避免光整机在平衡缸发生倾斜时，不当投入光整机造成的带钢褶皱，甚至是断带等问题，能大大减小给生产带来的损失。另外对平衡缸控制模式、控制方法进行优化，实现生产状态下平衡缸位置在线监控预判，一旦出现异常及时采取在线保护措施，有效避免影响板材质量或发生断带事故。[0005]本实用新型包括:包括光整机入口操作侧平衡缸编码器、光整机入口驱动侧平衡缸编码器、光整机出口操作侧平衡缸编码器、光整机出口驱动侧平衡缸编码器、PLC系统、上位监控WinCC服务器、以太网通讯线、Profibus-DP网线等。
[0006]光整机入口操作侧平衡缸编码器8、光整机入口驱动侧平衡缸编码器9、光整机出口操作侧平衡缸编码器10、光整机出口驱动侧平衡缸编码器11通过Profibus-DP网线7建立与PLC系统2中CPU模块4的通讯连接；通过以太网6建立WinCC服务器I与PLC系统
2中CP模块5的通讯连接；光整机入口操作侧平衡缸12、入口驱动侧平衡缸13、出口操作侧平衡缸14、出口驱动侧平衡缸15的位置实时采集到CPU模块4中，并实时显示在WinCC服务器I中。该光整机平衡缸高精度的检测及保护系统实现了平衡缸位置实时在线采集、HMI实时监控报警、在线保护功能。
[0007]在光整机入口操作侧平衡缸12上安装光整机入口操作侧平衡缸编码器8、光整机入口驱动侧平衡缸13上安装光整机入口驱动侧平衡缸编码器9、光整机出口操作侧平衡缸14上安装光整机出口操作侧平衡缸编码器10、光整机出口驱动侧平衡缸15上安装光整机出口驱动侧平衡缸编码器11。光整机入口操作侧平衡缸12、光整机入口驱动侧平衡缸13、光整机出口操作侧平衡缸14、光整机出口驱动侧平衡缸15有统一高度的零点位置。
[0008]该光整机平衡缸的检测及保护系统实现了平衡缸位置高精度实时在线采集、HMI实时监控报警、在线保护功能。光整机入口操作侧平衡缸12、光整机入口驱动侧平衡缸13、光整机出口操作侧平衡缸14、光整机出口驱动侧平衡缸15分别装光整机入口操作侧平衡缸编码器8、光整机入口驱动侧平衡缸编码器9、光整机出口操作侧平衡缸编码器10、光整机出口驱动侧平衡缸编码器11，对其四个平衡缸的位置实时采集到CPU模块4中，并实时显示在WinCC服务器I上，安装的四个线性位置编码器有统一高度的零点位置，从而能实时精确反映四个平衡缸是否在同一高度。
[0009]轧制线离线调整过程中，任意两个平衡缸位置出现位置超差，WinCC服务器I报警提示，且PLC系统2中的CPU模块4不允许投入光整机；在线生产过程中，任意两个平衡缸位置出现位置超差，WinCC服务器I报警提示，且PLC系统2中的CPU模块4能自动打开光整机，实现在线保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为光整机平衡缸位置检测及控制优化系统配置示意图。其中，上位监控WinCC服务器1，PLC系统2，PS407-20A电源模块，3，CPU416-2控制器4，CP443-5DP通讯模块4，CP443-1IE通讯模块5，以太网通讯线6，Profibus-DP网线7，光整机入口操作侧平衡缸编码器8，光整机入口驱动侧平衡缸编码器9，光整机出口操作侧平衡缸编码器10，光整机出口驱动侧平衡缸编码器11。
[0011]图2为光整机平衡缸线性位置编码器安装示意图。其中，光整机入口操作侧平衡缸编码器8，光整机入口驱动侧平衡缸编码器9，光整机出口操作侧平衡缸编码器10，光整机出口驱动侧平衡缸编码器11，入口操作侧平衡缸12，入口驱动侧平衡缸13，出口操作侧平衡缸14，出口驱动侧平衡缸15，上支撑辊操作侧轴承座16，上支撑辊驱动侧轴承座17，上支承辊18，上工作辊19，下工作辊20，下支撑辊21。
[0012]图3为光整机平衡缸系统程序优化框图。【具体实施方式】
[0013]本实用新型包括光整机入口操作侧平衡缸编码器、光整机入口驱动侧平衡缸编码器、光整机出口操作侧平衡缸编码器、光整机出口驱动侧平衡缸编码器、PLC系统、上位监控WinCC服务器、以太网通讯线、PiOfibus-DP网线等。具体实施分为设备安装、硬件配置及程序优化、系统上线调试三个部分。
[0014]1、设备安装:在光整机现场四个平衡缸上完成位置编码器的安装，选用TR品牌带Profibus-DP总线接口的绝对值型编码器，具体型号是LA66K，控制精度能达到为0.01毫米。在光整机入口操作侧平衡缸12上安装线性位置编码器8、光整机入口驱动侧平衡缸13上安装线性位置编码器9、光整机出口操作侧平衡缸14上安装线性位置编码器10、光整机出口驱动侧平衡缸15上安装线性位置编码器11。铺设Prof ibus-DP网线7，建立光整机入口操作侧平衡缸编码器8、光整机入口驱动侧平衡缸编码器9、光整机出口操作侧平衡缸编码器10、光整机出口驱动侧平衡缸编码器11与PLC系统2中CPU模块4的通讯连接，通过以太网6建立WinCC服务器I与PLC系统2中CP模块5的通讯连接。
[0015]2、硬件配置及程序优化:在PLC控制系统内部程序中对光整机控制系统进行网络及硬件配置，在镀锌线工艺段原有DP网络上，加装四个线性位置编码器，通过进行组态，实现HMI画面实时监控及PDA历史曲线查询功能。通过添加修改程序，实现对新加平衡缸线性位置编码器位置的自动采集功能；在离线状态调整轧制线平衡缸时，当在轧制线调整过程中，如果检测到其任意两个缸的位置的偏差超过5_时，在WinCC服务器I中以报警显示；如在轧制线调整结束时检测到其任意两个缸的位置的偏差超过5_时，PLC系统2不允许投入光整机，同时在WinCC服务器I中以报警显示，有效避免了光整机的不当投入。在生产过程中，当检测到光整机入口操作侧平衡缸12、入口驱动侧平衡缸13、出口操作侧平衡缸
14、出口驱动侧平衡缸15中的任意两个缸的位置发生倾斜，即检测到其任意两个缸的位置的偏差超过5mm时，PLC系统2控制光整机的工作辊自动打开，可以有效避免因为平衡缸发生倾斜时导致的带钢质量问题，甚至是断带停车事故。
[0016]3、系统上线调试:首先将光整机入口操作侧平衡缸12、光整机入口驱动侧平衡缸
13、光整机出口操作侧平衡缸14、光整机出口驱动侧平衡缸15四个平衡缸位置调整到同一高度且同一水平面后，对其进行零点标定，此时四个平衡缸的位置具有统一的零点位置。然后通过更换不同直径的光整机工作辊进行轧制线调整，如使用450_和600_直径的工作辊分别进行轧制线调整，实现在轧制线调整过程中如检测到平衡缸两侧发生倾斜时，禁止投入光整机，待操作人员继续调整并调整到平衡后方能投入光整机，从而避免了不当投入。最后调试完成在生产过程中，两侧平衡缸位置不平衡时的保护功能，即光整机在生产过程中，当检测到两侧平衡缸发生倾斜时，光整机的工作辊自动打开，可以有效避免因为平衡缸发生倾斜时导致的带钢质量问题，甚至是断带。
【权利要求】
1.一种光整机平衡缸高精度的检测及保护装置，包括光整机入口操作侧平衡缸编码器、光整机入口驱动侧平衡缸编码器、光整机出口操作侧平衡缸编码器、光整机出口驱动侧平衡缸编码器、PLC系统、上位监控WinCC服务器、以太网通讯线、Profibus-DP网线；其特征在于:光整机入口操作侧平衡缸编码器(8)、光整机入口驱动侧平衡缸编码器(9)、光整机出口操作侧平衡缸编码器(10)、光整机出口驱动侧平衡缸编码器(11)通过Profibus-DP网线(7 )建立与PLC系统(2 )中CPU模块(4)的通讯连接；通过以太网(6 )建立WinCC服务器(I)与PLC系统(2)中CP模块(5)的通讯连接； 在光整机入口操作侧平衡缸(12)上安装光整机入口操作侧平衡缸编码器(8)、光整机入口驱动侧平衡缸(13)上安装光整机入口驱动侧平衡缸编码器(9)、光整机出口操作侧平衡缸(14)上安装光整机出口操作侧平衡缸编码器(10)、光整机出口驱动侧平衡缸(15)上安装光整机出口驱动侧平衡缸编码器(11)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:光整机入口操作侧平衡缸(12)、光整机入口驱动侧平衡缸(13)、光整机出口操作侧平衡缸(14)、光整机出口驱动侧平衡缸(15)有统一高度的零点位置。
【文档编号】B21B38/00GK203737725SQ201320751413
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】徐锦垒, 韩明, 赵广恩, 畅晓光, 陈思骏, 金洪军, 贾鹏 申请人:北京首钢自动化信息技术有限公司