一种用于冷轧机测温的无线测温系统及测温方法与流程

本发明涉及无线测温领域，尤其涉及一种用于冷轧机测温的无线测温系统及测温方法。

背景技术：

现有国内铝板带冷轧机轧辊轴承测温通常采用有线铂电阻测温技术，通过在轧辊两端轴承上安装测温铂电阻，并通过电缆连接到plc模拟量通道，plc通过数据处理后得到轧辊轴承温度，并设置最高温度，当温度过高后直接报警并停车，供生产人员检查处理。

然而，有线测温在轧辊推入轧机机架后安装非常不便，由于空间和部位所限，安装人员会有掉落的安全隐患。轧机着火后会损坏电缆，每次更换电缆要耗费大量时间和费用。另外，由于需要人员进入机架操作放置传感器，会使得传感器不能放置到最佳位置，如果传感器不能深入轴承外壁测量，会造成实际温度高于测量温度，如果轴承发热抱死将会造成火灾，损坏设备的重大安全隐患。

随着无线测温设备的兴起，在其他的领域已有通过无线测温替代有限测温的诸多案例，以解决有线装置带来的安全隐患的问题；然而对于使用plc监控的冷轧机而言，存在三个主要的问题，限制了无线测温设备的应用：其一，对于轧机来说，其日常作业的更换频率较高，且为了提高温度探测的准确性，测温设备往往放置的位置极为苛刻，采用传统无线测温设备仍然无法解决测温设备的更换极为麻烦问题；其二，现有无线测温设备无法直接连接设备控制器，因为轧机的plc监控设备采用的是通用的profinet通讯模式，现有的通信仪表没有profinet通讯协议，而是以传统的modbus通讯协议进行数据传输，因此，plc无法读取前端传来的数据信号。第三，无线测温元件以无线信号的方式传递数据，需要考虑到数据信号是否能有效传递的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种免更换感温传感器的无线测温系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于冷轧机测温的无线测温系统，其特征在于，所述无线测温系统包括测温元件、通信仪表、协议转换元件及plc控制元件，所述通信仪表接收测温元件发出的温度信号，所述通信仪表将温度信号传递至协议转换元件，所述plc控制元件读入协议转换元件的数据，所述测温元件为无线测温元件，所述测温元件包括无线温度传感器、wifi信号发生器、转接头和航空插头，所述无线温度传感器与wifi信号发生器分离设置，所述无线温度传感器与wifi信号发生器通过航空插头连接，所述转接头固定无线温度传感器，所述无线温度传感器安装于轧辊上，所述无线温度传感器与轧辊轴承座同步移动。

进一步地，所述无线温度传感器位于轧辊轴承座内，所述无线温度传感器的感温探头与轴承外壁之间的距离半径在3mm以内。

进一步地，所述通信仪表包括无线温度显示器和接收天线。

一种用于冷轧机测温的无线测温方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）将无线温度传感器安装在轧辊轴承座上，将温度传感器上的感温探头用弹簧压靠在测温孔底部；

步骤2）更换所述轧辊或下次生产再次使用轧辊时，固定在轧辊上的无线温度传感器通过航空插头与wifi信号发生器重新连接；

步骤3）所述通信仪表安装在控制柜中，所述接收天线安装在控制柜顶端,wifi信号发生器根据地址识别新安装的轧辊里的传感器探测的温度；

步骤4）将通信仪表安装在控制柜中，将接收天线安装在控制柜顶端，通信仪表采用自带断电源的冷轧机进行供电；

步骤5）通过协议转换元件将非profinet协议转换成profinet协议，将通信仪表的通信协议连接端口连接到协议转换元件的与通信仪表的通信协议一致的端口上，将通信仪表的数据通过其自身支持的通信协议传送至协议转换元件上；

步骤6）将协议转换元件接口连接到冷轧机机架控制器的交换机上，打开编程软件中的profinet通讯设置，找到协议转换元件的设置，设置转换器的tcp/ip地址与plc控制元件的plc控制程序在同一网段上，将数据读入plc控制程序中；

步骤7）将数据地址填写到plc控制程序中的轴承温度显示模块中，将轧辊轴承温度送入plc控制程序中进行监控。

本发明对无线测温元件进行改造，将无线测温元件上的原先为一体的无线温度传感器、wifi信号发生器分开，wifi信号发生器通过航空插头与新的温度传感器产生连接，wifi信号发生器根据地址识别无线温度传感器，并将识别到时传感器上的温度数据以wifi信号发出，无线温度传感器与wifi信号发生器分离，使得无线温度传感器更易于安装在准确的温度探测位置半径内，并通过转接头固定传感器和保护传感器不受冷却油的污染，增加获得温度的准确性，避免每次更换安装的位置的不确定性导致的温度准确性不佳，安装难度高等问题；

将传感器固定在轧辊上，当轧辊发生异常或按生产需要更换时，不需要将包含传感器的测温元件重新取下安装在新辊上，温度传感器随辊更换；

无线测温系统采用冷轧机自带的电源进行供电，保证冷轧机在工作期间，无线测温系统具备同步的、不间断的稳压电源，进而保证了数据的可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明测温元件的结构示意图。

附图标记：

1测温元件2通信仪表3协议转换元件4plc控制元件

5无线温度传感器6轧辊轴承座7航空插头8wifi信号发生器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种用于冷轧机测温的无线测温系统，如图1所示所述无线测温系统包括测温元件1、通信仪表2、通信协议转换元件3及plc控制元件4。

其中，测温元件1用于测温和形成温度信号，通信仪表2接收测温元件1发出的温度信号并以其自身支持的通讯协议进行传递，协议转换元件3用于将通信仪表2的非profinet通信协议转换为profinet通信协议，使得通信仪表2发出的数据信号能够转换为plc控制元件4可接收的通讯形式。

所述测温元件1为无线测温元件，如图2所示，测温元件1包括无线温度传感器5、wifi信号发生器8、转接头和航空插头7，所述无线测温元件1上的无线温度传感器5与wifi信号发生器8在结构上相互分离，在探测和传递温度信息时，通过航空插头7将无线温度传感器5与wifi信号发生器8相互连接，所述转接头用于固定和保护无线温度传感器5。

分离后的无线温度传感器5安装在轧辊上，使得温度传感器和轧辊轴承座6一同移动，在换辊的时候传感器随轧辊一起更换，wifi信号发生器8根据地址识别新安装的轧辊里的无线温度传感器5探测的温度。

由于无线温度传感器5固定在轧辊中，在更换轧辊的时候不需要重新拆除传感器将其安装在新辊上，新轧辊上的无线温度传感器5直接通过航空插头7与wifi信号发生器8建立新的连通关系。

优选地，所述无线温度传感器5安装在轧辊的轴承座里，无线温度传感器5的感温探头与轴承外壁之间的距离半径在3mm以内，感温探头及其连接线外部套上弹簧，保证其刚度，弹簧弹力为1-5n，最佳为2-4n，在感温探头及其连接线外部套上弹簧，利用弹簧的弹力确保感温探头充分接触测温孔底部。

所述测温元件1的wifi信号发生器8采用wifi信号形式发出，无线温度传感器5通过接收器将温度信号传送到轧机控制系统中，使控制系统监控轧辊轴承的温度；

所述通信仪表2包括无线温度显示器，无线温度显示器安装有接收天线，所述通信仪表2安装在控制柜中，所述接收天线安装在控制柜的顶端。

所述通信仪表2及协议转换元件3均采用冷轧机自带的电源进行供电，保证冷轧机在工作期间，无线测温系统具备同步的、不间断的稳压电源。

具体实施时，plc控制元件4指具有siemensstep7v5.5编程软件的电脑或其他电子设备，使用siemenss7-400cpu程序编辑，用于监控轧机的温度情况，并对温度异常进行紧急处置。

本实施例采用bm100-z型防油无线测温元件1，sf1213/s2型航空插头7，nt1000型通信仪表2以及瑞德泰科rbcmpnmb-sx04型协议转换元件3，本实施例使用的通信仪表2采用常规的rs485串行通信协议。

一种用于冷轧机测温的无线测温方法，包括以下步骤：

步骤1）将无线温度传感器5安装在轧辊轴承座6上，将无线温度传感器5上的感温探头用弹簧压靠在测温孔底部；

步骤2）更换所述轧辊或下次生产再次使用轧辊时，固定在轧辊上的无线温度传感器5通过航空插头7与wifi信号发生器8重新连接；

步骤3）所述通信仪表2安装在控制柜中，所述接收天线安装在控制柜顶端,wifi信号发生器8根据地址识别新安装的轧辊里的传感器探测的温度；

步骤4）将通信仪表2安装在控制柜中，将接收天线安装在控制柜顶端，通信仪表2采用自带断电源的冷轧机进行供电；

步骤5）通过协议转换元件3将非profinet协议转换成profinet协议，将通信仪表2的通信协议连接端口连接到协议转换元件3的与通信仪表2的通信协议一致的端口上，将通信仪表2的数据通过其自身支持的通信协议传送至协议转换元件3上；

步骤6）将协议转换元件3接口连接到冷轧机机架控制器的交换机上，打开编程软件中的profinet通讯设置，找到协议转换元件3的设置，设置转换器的tcp/ip地址与plc控制元件4的plc控制程序在同一网段上，将数据读入plc控制程序中；

步骤7）将数据地址填写到plc控制程序中的轴承温度显示模块中，将轧辊轴承温度送入plc控制程序中进行监控。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。