专利名称：一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加热炉自动出钢控制系统，更具体的说，涉及一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，属于轧钢自动控制领域。
背景技术：
目前，步进梁式加热炉利用S7-400进行控制，出钢方式由出钢人员在目测钢坯快进完轧机后，手动按下出钢按钮，加热炉内步进梁开始，其执行操作流程图如图1所示，包括如下步骤:操作人员目测钢坯离开轧机一按下手动出钢按钮一步进梁上升一步进梁前移一步进梁下降一步进梁后退、出炉辊道运转。开始动作至钢坯出炉需要近40秒钟时间，此时轧机内料早已走完，轧机内两支料之间的时间间隔经常在10秒钟以上。若单线轧制，如果出炉人员提前出钢，很可能轧机内料没有走完，红坯只能停留在炉外出料辊道上。但是加热炉门离轧机入口只有15米左右，中间还有高压水除鳞装置，红坯长度12米，红坯经常被高压水除鳞过度降温，或长时间停留于出料辊道上导致温度不符工艺要求，此时只能将钢坯倒回炉内重新升温，更加影响生产节奏。另外，为了红坯符合工艺要求，出钢人员会让红坯紧跟前一支料，这样就经常造成追钢。为了避免严重追钢造成的冒料事故，飞剪的追钢碎断间隔时间长达10秒钟，造成极大的资源浪费。现轧钢工艺较为先进，品种包括Φ5 Φ40的各种尺寸，轧机工艺与轧制速度频繁改变，出钢人员很难把握最佳的出钢节奏，严重影响了车间的产量，增加了中间产品的产生。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种快速精确的控制出钢节奏，减少中间产品产生的步进梁式加热炉自动出钢控制系统。为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，包括工控机、PLC控制器、数据采集模块、步进梁控制模块和三相异步电机控制模块，其中，所述工控机包括参数设定单元，传递延时间隔信号到所述PLC控制器，并接收所述PLC控制器的实时监控信号；所述PLC控制器接收所述数据采集器传递的实时信息并处理，判断何时出钢，发送使能控制信号到所述三相异步电机控制模块和步进梁控制模块；所述步进梁控制模块传递数据信号到数据采集模块。本实用新型技术方案的进一步限定为，所述数据采集模块包括用于检测轧机上是否有钢的电流检测器、用于检测出料辊道上是否有钢的热金属检测器和用于检测步进梁位置的位移传感器。进一步地，所述步进梁控制模块包括比例放大板、比例阀、液压缸和步进梁，所述比例放大板一端与所述PLC控制器连接，另一端与所述比例阀连接，所述比例阀与所述液压缸的进口端连接，所述步进梁一端与所述液压缸的出口端连接，所述步进梁另一端与所述数据采集模块连接。[0008]进一步地，所述三相异步电机控制模块包括变频器和三相异步电机，所述变频器接收所述PLC控制器传递的使能信号，并传递反馈信号到所述PLC控制器；所述三相异步电机与所述变频器连接，接收所述变频器的控制信号。进一步地，所述工控机还包括切换单元，用于自动控制和手动控制之间的切换。进一步地，所述工控机还包括存储单元，用于保存操作日志。本实用新型的有益效果是:本实用新型所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，采用人机对话弥补了传统控制中手动操作的不足，运算功能强大，稳定性高；利用变频器控制三相异步电机能够有效的控制电机转速、提高电网的电能质量；并且，可以根据不同的材质、不同的规格设置不同的延时参数，减少轧机工艺及轧制速度的改变，增加产量，减少中间产品，提高工作效率。
图1为现有技术中出钢手动控制的流程图；图2为本实用新型所述的步进梁式加热炉自动出钢控制系统的使用方法流程图；图3为本实用新型所述的步进梁式加热炉自动出钢控制系统的结构框图。
具体实施方式
实施例1本实施例提供的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，结构框图如图3所示，包括工控机、PLC控制器、数据采集模块、步进梁控制模块和三相异步电机控制模块。工控机传递延时间隔信号到PLC控制器，并接收PLC控制器的实时监控信号。工控机包括参数设定单元、切换单元和存储单元，参数设定单元用于设置自动出钢的延时间隔。切换单元用于设定系统的运行状态为自动控制或者手动控制，在停产或者故障时，将系统切换至手动运行，由操作人员在操作台上操作。存储单元用于保存操作日志，操作日志用于记录一段时间内加热炉出钢的支数，方便核对钢坯批号。PLC控制器接收数据采集器传递的实时信息并处理，判断何时出钢，发送使能控制信号到所述三相异步电机控制模块和步进梁控制模块，并传递实时监测信号到工控机。PLC控制器判断出钢的方法为:根据出炉辊道上热金属检测器检测钢坯消失的信号和步骤(I)中设定的出钢时间间隔触发PLC控制器提前动作步进梁，从而保证出炉辊道上热金属检测器检测到上一根钢坯消失的信号至下一根钢坯出现的信号的时间间隔，与控制人员所设定的时间相同。数据采集模块将采集到的实时信息传递到PLC控制器，包括电流检测器、热金属检测器和位移传感器，电流检测器用于检测轧机上是否有钢，热金属检测器用于检测出料辊道上是否有钢，位移传感器用于检测步进梁位置。步进梁控制模块接受PLC控制器的控制驱动步进梁动作，包括比例放大板、比例阀、液压缸和步进梁，比例放大板一端与所述PLC控制器连接，另一端与所述比例阀连接，用于接收PLC控制器发出的控制信号，从而控制比例阀的工作；比例阀与所述液压缸连接，接收比例放大板的信号，从而控制液压缸的工作；液压缸的另一端与所述步进梁连接，接收液压缸的驱动，从而控制步进梁的动作；所述步进梁与所述数据采集模块连接。[0021]三相异步电机控制模块包括变频器和三相异步电机，变频器接收PLC控制器传递的使能信号，并传递反馈信号到PLC控制器；三相异步电机与所述变频器连接，接收所述变频器的控制信号，控制步进梁动作。本实用新型所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统的工作方法，流程图如图2所示:( I)在工控机上的切换单元设置自动控制模式，并在参数设定单元设定时间间隔。如果停产或者发生故障，使用切换单元设置系统为手工控制模式，由操作人员在操作台上操作。( 2 )数据采集模块的电流检测器检测轧机上是否有钢，如果轧机上有钢，则执行步骤(3)，如果轧机上没有钢，则执行步骤(5)。检测轧机上是否有钢的方法为:利用电流检测器采集轧机电机装置中的电机电流，与设置的轧机空车电流做比较，大于设置电流即为轧机有钢，等于设置电流即为没有钢。(3)出炉辊道停止运转，根据出炉辊道上热金属检测器检测钢坯消失的信号和步骤(I )中设定的出钢时间间隔触发PLC控制器提前动作步进梁。(4)检测步进梁的位置，先将步进梁上升，再将步进梁前移，然后将步进梁下降，最后，将步进梁后退，完成步进梁的动作。检测步进梁的位置的方法为:利用位移传感器检测步进梁的位置。步进梁的驱动方法为:利用比例放大板控制比例阀的输出，从而控制液压缸的动作大小，从而驱动步进梁动作。(5)根据检测信号判断出炉辊道上是否有有钢，如果有钢，则执行步骤(6)，如果没有钢，则停止工作。检测辊道上是否有钢的方法为:利用热金属检测器检测炉外出料辊道是否有钢。(6)三相异步电机动作，使出炉辊道继续运转，将刚送进轧机，并使下一根钢料停留在炉内出料辊道上，执行步骤(2 )本实用新型所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，采用人机对话弥补了传统控制中手动操作的不足，运算功能强大，稳定性高；利用变频器控制三相异步电机能够有效的控制电机转速、提高电网的电能质量；并且，可以根据不同的材质、不同的规格设置不同的延时参数，减少轧机工艺及轧制速度的改变，增加产量，减少中间产品，提高工作效率。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，其特征在于，包括工控机、PLC控制器、数据采集模块、步进梁控制模块和三相异步电机控制模块，其中，所述工控机包括参数设定单元，传递延时间隔信号到所述PLC控制器，并接收所述PLC控制器的实时监控信号；所述PLC控制器接收所述数据采集器传递的实时信息并处理，判断何时出钢，发送使能控制信号到所述三相异步电机控制模块和步进梁控制模块；所述步进梁控制模块传递数据信号到数据采集模块。
2.根据权利要求1所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括用于检测轧机上是否有钢的电流检测器、用于检测出料辊道上是否有钢的热金属检测器和用于检测步进梁位置的位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，其特征在于，所述步进梁控制模块包括比例放大板、比例阀、液压缸和步进梁，所述比例放大板一端与所述PLC控制器连接，另一端与所述比例阀连接，所述比例阀与所述液压缸的进口端连接，所述步进梁一端与所述液压缸的出口端连接，所述步进梁另一端与所述数据采集模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，其特征在于，所述三相异步电机控制模块包括变频器和三相异步电机，所述变频器接收所述PLC控制器传递的使能信号，并传递反馈信号到所述PLC控制器；所述三相异步电机与所述变频器连接，接收所述变频器的控制信号。
5.根据权利要求1所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，其特征在于，所述工控机还包括切换单元，用于自动控制和手动控制之间的切换。
6.根据权利要求1所述的一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，其特征在于，所述工控机还包括存储单元，用于保存操作日志。
专利摘要本实用新型公开了一种步进梁式加热炉自动出钢控制系统，包括工控机、PLC控制器、数据采集模块、步进梁控制模块和三相异步电机控制模块，其中，所述工控机传递延时间隔信号到所述PLC控制器，并接收所述PLC控制器的实时监控信号；所述PLC控制器接收所述数据采集器传递的实时信息并处理，发送使能控制信号到所述三相异步电机控制模块和步进梁控制模块；所述步进梁控制模块传递数据信号到数据采集模块。本实用新型弥补了传统控制中手动操作的不足，运算功能强大，稳定性高，减少轧机工艺及轧制速度的改变，增加产量，减少中间产品，提高工作效率。
文档编号G05B19/05GK203012430SQ20122066817
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者徐翼, 王伟 申请人:江苏永钢集团有限公司