专利名称：板材生产线堆垛过程自动化控制技术的制作方法
板材生产线堆垛过程自动化控制技术技术领域：
本发明涉及一种金属板材成品堆垛收集工艺控制技术，具体涉及一种对中 厚钢板生产线堆垛过程自动化控制技术。背景技术：
目前，纵观国内三十几条中厚钢板生产线，自动化程度大同小异Ll级控制系统(即基础自动化控制系统)比较完善，L2级物料跟踪拧制系统有一定的 设备基础，但开发不够全面；轧机区L1级、L2级开发比较到位，精整线几乎没 有L2级物料跟踪控制。就成品堆垛收集而言，普遍采用的工艺模式是天车磁力 吊加成品堆垛台，全过程由各岗位操作员手动完成，具体操作模式是先由辊 道工通过手柄操作辊道将目标板送进堆垛天车磁力吊起吊区；然后由起吊工目 测钢板长度、宽度调整吸盘位置，选择给吸盘数量，尽可能使给磁吸盘同钢板 宽度、长度两个方向对齐，根据经验调节磁力大小，然后起吊、横移天车磁力 吊到堆垛台，最后卸板、消磁和回位；最后由堆垛工操作堆哚台上长度方向和 宽度方向的液压推杆，将钢板推放整齐。这种工艺模式存在的主要问题是定 员人数多、人工劳动强度大，就磁力吊本身而言，在吸吊和堆放过程中需操作 天车磁力吊反复对位，由于人工因素的不可控性，生产节奏很难保证向效，易 发生混炉号、混钢种等严重.质量事故，且堆垛台液压推杆在推放的过程中很容 易造成钢板表面擦伤。国外也有钢板堆垛实现全自动化的生产线，但对个别需 下线处理的板自动堆垛控制系统无法识别， 一旦成垛，后续处理工作难度较大。
发明内容为了克服现有技术的上述缺点，本发明是在精整线实现L2级物流跟踪控 制的基础上，充分利用L2级物流跟踪控制信息，进一步完善堆垛机控制站 Ll级控制程序，提供一种能使堆垛机的动作步序更加合理快捷、实现自动 快速垛板的板材生产线堆垛过程自动化控制技术。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种板材生产线堆垛过程自 动化控制技术，包括Ll级系统逻辑判断及顺序控制，还包括冇L2级系 统物料跟踪定位控制，L2级系统物料跟踪定位控制是根据钢板信息和Ll 级设备状态反馈信息控制钢板运行速度，并通过不断计算钢板位黄和输送 辊道的长度，利用定位检测器反馈信息完成钢板准确定位；Ll级控制系
统是根据L2级的传输信息判断来料钢板的成垛条件，并根据操作员的确认指令按逻辑顺序控制钢板堆垛和钢垛传送，并将设备状态及时反馈给L2级 控制系统。L2级的数据服务器、跟踪控制服务器、人机界面通过高速以太网 连接通讯；L2控制系统通过高速以太网、工业控制网和Ll级控制系 统PLC双通道连接通讯；现场检测元件金属检测器安装在堆垛机入口 辊道上，金属检测器、执行元件通过接线与1/0模块连接，I/O模块 通过现场总线Divice-NET与L1级控制系统PLC连接通讯；传动变频器 VVVF通过现场总线TL-S20与L1级控制系统PLC连接通讯。跟踪控制服务器根据钢板长度信息、标印机距堆垛机输入辊道的 实际长度数据计算出钢板在输送辊道上的运行速度控制信息，并通过 安装在堆垛机输入辊道上的金属检测器进一步校正，使钢板尾端到达 检测点时，堆垛机输入辊道速度为O，实现钢板自动准确定位。钢板完成标印后，堆垛机Ll级控制器PLC就可以从L2级的数据 服务器读取到钢板信息，该钢板信息包括炉号、钢种、长、宽和厚， 并自动做出能否成垛的判断，如果可以成垛，在钢板完成自动定位之 前，堆垛机Ll级系统PLC控制器自动完成电磁吸盘位置调整、选择给吸 盘数量，L2跟踪控制服务器级完成钢板定位后，Ll级系统PLC控制器按 逻辑顺序完成自动堆垛。本发明的有益效果是能使堆垛机的动作步序更加合理快捷、达到实现 自动快速垛板的目的，利用本发明能提高产量，改善产品质量，减轻人T. 劳动强度，提高设备利用率，适合于钢厂各种板材生产线上使用。
图l是本发明控制系统方框示意图；图2是本发明Ll级成垛判断控制系统控制流程方框示意图； 图3是本发明物流控制示意图；图4是电磁起吊机构的动作步序控制流程方框示意图； 图5是链式横移架的动作步序控制流程方框示意图。图中1-数据服务器，2-跟踪控制服务器，3-以太网络，4-人机界 面，5-工业控制网，6-L4级控制器PLC， 7-现场总线TL-S20， 8-传动 变频器VVVF， 9-现场总线Divice-NET， 10-标印辊道，11-堆垛机输入辊道， 12-堆垛机入口辊道，13-标印机，14-钢板，15-金属检测器。
具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。参见图1 ， 一种板材生产线堆垛过程自动化控制技术，包括Ll级系统逻 辑判断及顺序控制，还包括有L2级系统物料跟踪定位控制、堆垛和传送 控制系统，L2级系统物料跟踪定位控制是根据钢板信息和Ll级设备状态反 馈信息控制钢板14运行速度，并通过不断计算钢板14位置和输送辊道的 长度，利用定位检测器反馈信息完成钢板14准确定位；Ll级控制系统是 根据L2级的传输信息判断来料钢板14是否可以成垛，并根据操作员的确认 指令按逻辑顺序控制钢板14堆垛和钢垛传送，并将设备状态及时反馈给L2 级控制系统。本发明Ll级成垛判断控制如图2和图3所示，钢板14在完成标印的同 时，堆哚机Ll级控制器PLC6就可以从数据服务器1读取到该钢板14 信息，如炉号、钢种、长、宽和厚信息，控制流程如图2所示，并做 如下判断处理如果是堆垛第一张板，将根据钢板14长度从右到左选 择给磁电磁吸盘数量，根据钢板14宽度完成平移对中；否则将判断成垛条件，成垛条件为来料钢板14和已成垛钢板必须(1)同钢种；(2)长度偏差小于500mm; (3)厚度相同；(4)宽度相同，并将判断结果 画面提示操作员。本发明钢板14定位控制钢板14定位控制由L2级的跟踪控制服务 器2通过工业控制网5给定辊道运行速度参数来实现，步骤如下(1)、 当现场总线Divice-NET9检测到电磁起吊机构提升高度250mm《H《360mm (提 升高度测量编码器)、链式横移架伸入堆垛机入口辊道12部分下降到位(接近 开关)，现场总线TL—S207检测到堆垛机入口辊道12上无板且辊道速度为0 后，堆垛机Ll级控制器PLC6通过工业控制网5告知L2跟踪控制服务 器2堆垛机处于要钢待料状态；(2) L2跟踪控制服务器2收到Ll级 的待料信号后，通过跟踪控制服务器2至Ll级控制器PLC6再至传动 变频器VVVF8给出辊道起动命令，辊道运行加速度为60，最大速度 Vmax=95转/分钟。如图3所示，标印辊道10、堆垛机输入辊道11将以设定的 速度向堆垛机入口方向运行。(3)当L2跟踪控制服务器2计算到钢板14 头部到达堆垛机输入辊道12的7. 5m处时，以同样的速度参数起动堆垛机入L」 辊道12，计算到钢板14尾端离标印辊道10时，标印辊道10停车。(4), 跟踪控制服务器2收到堆垛机入口金属检测器15有钢信号后，在对钢
板14位置进一步校正的同时，堆垛机输入辊道11进入定位控制步序，从堆垛机入口金属检测器15算起，钢板14要求在12秒内行走它本身tC 的距离，速度从95转/分钟降为0，即当金属检测器15被钢尾端触发后， 辊道速度正好为零，辊道停车，L2级系统向堆垛机Ll系统发钢板14定 位完成信号。
本发明电磁起吊机构的动作步序控制，其控制流程如图4所示，堆垛 机L1系统收到钢板14定位完成信号后，结合信息交换过程'l'的比较判断 结果，如果可以成垛，电磁起吊机构下降到位，成垛张数计数器加l，若 加1后的成垛张数等于设定值，电磁吸盘消磁，起吊机构升起，成垛钢板 14放置在堆垛机入口辊道12上，并在Ll级监控画面提示操作员堆垛完 成(PILE N0W变绿色)，等待操作员确认指令。若加l后的成垛张数小于 设定值，则按钢板14重量加大给磁量，电磁起吊机构上升降到位后向L2 级系统发出待料信号。如果不可成垛，则电磁起吊机构不会自动动作。虽 然信息交换过程的比较判断结果可以成垛，但如果钢板14表面有下线处 理的标识，操作员将堆垛机Ll级控制画面切换到手动状态，电磁起吊机 构也不会动作。
本发明链式横移架的动作步序控制，其控制流程如图5所小二，链式横 移架的动作开始于操作员的两个按钮指令， 一个是堆垛完成按钮， 一个是 通过按钮。堆垛完成按钮的执行条件是L1级监控画面提示堆垛完成(PILE N0W变绿色)后的操作员确认按钮。通过按钮执行条件是信息交换过程 中Ll系统的比较判断结果是不可以成垛或经人工识别钢板14表面有下线 处理的标识的不可以成垛来料钢板14的确认按钮。 一旦操作员按卜上述 铵钮的任何一个，Ll级系统将计算链式横移架面板上钢垛所占的面积、 钢垛之间的间隙(固定值，500腿)，并和链式横移架总面积比较是否有空 位，如果空位足够，链式横移架入口链条抬升到位并向出口方向横移，直 至入口辊道上的钢板(钢垛)完全离开辊道，入口链条下降到位并向L2 级发待料信号。如果链式横移架面板上空位不足以上板，链式横移架出U 链条抬升到位，入口链条、出口链条全速向出口方向横移，直至空位足够 然后开始上板。如需下板，.链式横移架面板上靠近出口辊道的钢板(钢垛) 完全进入出口辊道，出口链条下降到位。只要链式横移架面板上有板，操 作员可随时点击堆垛机Ll级监控画面上的INDEX TO EXIT完成下板，使 链式横移架面板上有板始终有足够的上板空位。
权利要求
1、 一种板材生产线堆垛过程自动化控制技术，包括(Ll)级系统 逻辑判断及顺序控制，其特征是还包括有(L2)级系统物料跟踪定 位控制，(L2)级系统物料跟踪定位控制是根据钢板(14)信息和(Ll)级 设备状态反馈信息控制钢板(14)运行速度，并通过不断计算钢板(14) 位置和输送辊道的长度，利用定位检测器反馈信息完成钢板(14)准确定 位；(Ll)级控制系统是根据(L2)级系统物料跟踪定位控制的传输仏怠 判断来料钢板(14)成垛的条件，并根据操作员的确认指令按逻辑顺序控制 钢板(14)堆垛和钢垛传送，并将设备状态及时反馈给(L2)级控制系统。
2、 如权利要求1所述的板材生产线堆垛过程自动化控制技术，其特征 是(L2)级的数据服务器(1)、跟踪控制服务器(2)、人机界面(4) 通过高速以太网(3)连接通讯；(L2)控制系统通过高速以太网(3)、 工业控制网(5)和(Ll)级控制系统PLC (6)双通道连接通讯；现 场检测元件金属检测器(15)安装在堆垛机输入辊道(11)」::，金属 检测器(15)、执行元件通过接线与1/0模块连接，1/0模块通过现场 总线Divice-NET (9)和(Ll)级控制系统PLC (6)连接通讯；传动变频 器VVVF (8)通过现场总线TL-S20 (7)与(Ll)级控制系统PLC (6) 连接通讯。
3、 如权利要求2所述的板材生产线堆垛过程自动化控制技术，其特征 是跟踪控制服务器(2)根据钢板(14)长度信息、标印机(13)距堆 垛机输入辊道(11)的实际长度数据计算出钢板(14)在输送辊道上的运 行速度控制信息，并通过安装在堆垛机输入辊道(14)上的金属检测 器(15)进一步校正，使钢板(14)尾端到达检测点时，堆垛机输入 辊道(11)速度为O，实现钢板(14)自动准确定位。
4、 如权利要求2所述的板材生产线堆垛过程自动化控制技术，其特征 是钢板(14)完成标印后，堆垛机(Ll)级控制器PLC (6)就能从(L2)级的数据服务器(1)读取到该钢板(14)信息，并自动做出能 否成垛的判断，如果可以成垛，在钢板(14)完成自动定位之前，堆 垛机(Ll)级系统PLC控制器(6)自动完成电磁吸盘位置调整、选择给 吸盘数量，(L2)跟踪控制服务器(2)级完成钢板(14)定位后，(Ll)级 系统PLC控制器(6)按逻辑顺序完成自动堆垛。
5、 如权利要求1所述的板材生产线堆垛过程自动化控制技术，其特征是所述钢板(14)信息包括炉号、钢种、长、宽和厚信息。
全文摘要
本发明涉及一种板材生产线堆垛过程自动化控制技术，包括(L1)级系统逻辑判断及顺序控制，还包括有(L2)级系统物料跟踪定位控制，L2级系统物料跟踪定位控制是根据钢板信息和L 1级设备状态反馈信息控制钢板运行速度，并通过不断计算钢板位置和输送辊道的长度，利用定位检测器反馈信息完成钢板准确定位；L1级控制系统是根据L2级的传输信息判断来料钢板是否可以成垛，并根据操作员的确认指令按逻辑顺序控制钢板堆垛和钢垛传送，并将设备状态及时反馈给L2级控制系统。利用本发明能提高产量，改善产品质量，减轻人工劳动强度，提高设备利用率，适合于钢厂各种板材生产线上使用。
文档编号G05B19/418GK101145051SQ200710030509
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月20日 优先权日2007年9月20日
发明者江业泰, 邢宝勤, 郝松涛, 郭同铀, 钟剑鹏, 雷国福, 韩三峰 申请人:广东韶钢松山股份有限公司