一种步进梁位置测量方法与流程

本发明涉及传感器控制领域，更具体地说，它涉及一种步进梁位置测量方法。

背景技术：

1、目前加热炉步进梁一般以液压油缸为驱动设备，以油缸内置传感器为位置反馈设备。其启停、速度控制系统是一种小型的以位置信号为反馈环，速度控制为输出环的集散型闭环控制系统，控制环节主要包含操作模式设置、启停逻辑、定位逻辑、步距跟踪四个功能内容，其中启停逻辑、步距跟踪以定位逻辑为基础，定位逻辑以位置信息为核心，步进梁控制系统关键点在位置信息获取及处理。

2、正常生产中采取自动正循环模式控制，分上升接钢，上升到位，前进，下降放钢，下降到位，后退共六个步奏，完成六个连续动作过程为一次运行周期，一次运行周期定义为一个步距，步进梁向前一步把炉内钢坯往出炉方向移动一步，同时完成入炉一根钢坯、出炉一根钢坯。其中启停逻辑参考钢坯跟踪信号，速度控制参考定位信号。其中钢坯跟踪信号和定位信号均依赖步进梁位置信号，该位置原始信号由油缸位置传感器采集，定位位置由油缸位置通过换算映射。如图1所示，步进梁的实际行程计算公式为

3、

4、主要的缺陷和不足有：

5、1.步进梁上升下降过程垂直驱动油缸是做斜面直线动作，步进梁前进后退过程水平油缸做斜面直线运动，位置检测传感器安装在油缸内部，检测到的位置码值是油缸的行程信息，步进梁实际行程和油缸行程是直角三角形直角边和斜边的关系，随着轨道或链头磨损，油缸和有效行程线路角度变化，需要调整换算参数。由于两者是通过一元二次方程换算，换算过程较为复杂，参数调试较为困难，需要自动化专业人员操作。

6、2.步进梁在低位到高位做垂直运行过程，水平油缸会以固定点为圆心垂直方向做弧线运动，穿过弧线运动圆心的水平直线设定为等高位。若等高位发生偏差，这个过程水平油缸内的传感器检测到油缸的行程是不变的，而步进梁实际水平方向会产生位移，这个时候油缸内置传感器码值和步进梁实际位移脱钩，油缸行程无法准确映射步进梁行程，造成步距不稳定。

7、3.步进梁后退位置水平码值和前进到位水平码值作差的结果设为l,将l定义为钢坯走一步的距离，后退位置在低位，前进到位在高位，均不是钢坯在静梁上的实际位置，静梁在步进梁的等高位，这种用后退位和前进位映射等高位水平位置的方法完全依赖等高位准确和稳定，同时需要确保垂直运动过程钢坯在动梁不发生水平移动。步距换算存在多方面影响因素，数据容易产生偏差造成步距不稳定。

8、4.油缸位置传感器为内置传感器，无法通过正常点检维护，维护困难，传感器更换需拆油缸从内部取出，作用时间长，如是突发事故，严重影响生产。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种步进梁位置测量方法，解决了现有加热炉步进梁的测距传感器安装和维护困难的问题。

2、本发明所述的一种步进梁位置测量方法，包括下述步骤：

3、步骤一：水平测距传感器通过直立支架垂直安装在油缸的固定平台上，垂直测距传感器通过l型支架固定安装在加热炉的底部；

4、步骤二：所述水平测距传感器获取步进梁水平方向上的步距值；

5、步骤三：所述垂直测距传感器获取步进梁垂直方向上的步距值。

6、作进一步的改进，测距水平测距传感器和垂直测距传感器的数据更新周期小于或等于200ms，所述水平测距传感器和垂直测距传感器的测量误差均在1mm以内。

7、进一步的，步骤一中所述测距传感器的信号输出端通过rs485总线与控制器的485接口连接。

8、更进一步的，所述控制器为plc。

9、更进一步的，在步骤二中，所述水平测距传感器在钢坯离开步进梁的静梁时获取第一水平步距值，所述水平测距传感器在钢坯到达步进梁的静梁时获取第二水平步距值，所述步进梁水平方向上的步距值为第一水平步距值和第二水平步距值之间的差值。

10、更进一步的，在步骤三中，所述垂直测距传感器在步进梁上升到等高位获取第一垂直步距值，所述垂直测距传感器在步进梁下降到等高位获取第二垂直步距值，所述步进梁垂直方向上的步距值为第一垂直步距值和第二垂直步距值之间的差值。

11、更进一步的，在步骤二和步骤三中，分别对水平测距传感器和垂直测距传感器输出的电信号均进行抗干扰处理。

12、有益效果

13、本发明的优点在于：

14、1、本发明利用测距传感器直接测量步进梁水平方向、垂直方向实际位移，步进梁行程不需要通过油缸伸缩行程映射换算，参数调试简单，测距传感器可直接反映步进梁位置，不受垂直方向运动影响，步距稳定。

15、2、本发明对用于步距计算的数据来源和换算方法优化，步距贴近钢坯在静梁的变动位置，避免步距换算与多方面因素关联，确保步距稳定。

16、3、本发明使位置传感器外置，传感器故障更换和日常检查不需要拆卸油缸，大大提高传感器检修效率。

技术特征：

1.一种步进梁位置测量方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的一种步进梁位置测量方法，其特征在于，所述测距水平测距传感器(1)和垂直测距传感器的数据更新周期小于或等于200ms，所述水平测距传感器(1)和垂直测距传感器的测量误差均在1mm以内。

3.根据权利要求1所述的一种步进梁位置测量方法，其特征在于，步骤一中所述测距传感器(1)的信号输出端通过rs485总线与控制器的485接口连接。

4.根据权利要求3所述的一种步进梁位置测量方法，其特征在于，所述控制器为plc。

5.根据权利要求1所述的一种步进梁位置测量方法，其特征在于，在步骤二中，所述水平测距传感器(1)在钢坯离开步进梁(3)的静梁时获取第一水平步距值，所述水平测距传感器(1)在钢坯到达步进梁(3)的静梁时获取第二水平步距值，所述步进梁(3)水平方向上的步距值为第一水平步距值和第二水平步距值之间的差值。

6.根据权利要求1所述的一种步进梁位置测量方法，其特征在于，在步骤三中，所述垂直测距传感器在步进梁(3)上升到等高位时获取第一垂直步距值，所述垂直测距传感器在步进梁(3)下降到等高位时获取第二垂直步距值，所述步进梁(3)垂直方向上的步距值为第一垂直步距值和第二垂直步距值之间的差值。

7.根据权利要求1所述的一种步进梁位置测量方法，其特征在于，在步骤二和步骤三中，分别对水平测距传感器(1)和垂直测距传感器输出的电信号进行抗干扰处理。

技术总结
本发明公开了一种步进梁位置测量方法，涉及传感器控制领域，解决了现有加热炉步进梁的测距传感器安装和维护困难的技术问题。包括下述步骤：包括下述步骤：步骤一：水平测距传感器通过直立支架垂直安装在油缸的固定平台上，垂直测距传感器通过L型支架固定安装在加热炉的底部；步骤二：所述水平测距传感器获取步进梁水平方向上的步距值；步骤三：所述垂直测距传感器获取步进梁垂直方向上的步距值。本发明能大大提高传感器检修效率。

技术研发人员：林立锋,朱春韶,王鑫,何剑辉,尹少华,贺俊杰,李斌,潘里东
受保护的技术使用者：阳春新钢铁有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15