一种用于钢板产品标识的喷印控制方法及控制系统与流程

本发明涉及钢板产品标识喷印技术领域，具体是一种用于钢板产品标识的喷印控制方法及控制系统。

背景技术：

一般的热轧成品板的成品标识采用点阵式喷印装置进行喷印标识，其设备规模大，油墨消耗多，字体大，控制系统繁琐。热轧厂的成品钢板厚度尺寸范围一般是4～40mm，喷印装置安装在酸洗线的末端，钢板在辊道上靠传动侧边部移动。点阵式喷码技术在国内应用很普遍，其特点是喷印的字符尺寸较大，由多个圆点组合成字符，也有手持式和在线式两种，墨水通过压力从单一喷嘴不断喷出，经晶体震荡后发生断裂形成墨点，墨点经高压偏转后在运动的物体表面扫描成字。字符类型只能喷印点阵式字体(针电式)，故障率较高，喷印装置周围气味难闻，污染环境，维护成本高。高解析喷码机目前在国内已经应用于很多行业，该类型喷码机喷头采用压电式按需式供墨喷头，由128或者更多个压电晶体(多数为128压电晶体)分别来控制喷嘴板上的128个或更多喷孔，通过控制器CPU的处理，驱动板输出的电信号给各个压电晶体，压电晶体产生变形，油墨便从喷嘴中喷出，从而形成文字，数字或图形。喷头满足各种不同油性墨水，喷头精度约在300DPI，污染小。

2008年10月10日《宝钢自主研发形成成套喷印装置供货能力》，该喷印装置可以完成对卷、管、板产品进行标识喷印。该类设备在宝钢特钢酸洗线上用过，但该设备是大字符点阵式喷印装置，其控制过程繁琐，喷印效果不满足用户要求。在百度和喷印网站还查找到：菲浦手持打字符白墨喷码机的资料，该喷码机是点阵手持式喷码机，不是高解析的喷码机。

通过国内知名喷印企业中科百汇公司的网页，对其产品类型进行查询，其公司主要产品是手持便携式喷码机，有一种在线喷印装置，是在纸箱上喷印标识设备.喷码机垂直分辨率185dpi，可以喷印清晰图示、小字符和条形码。最大喷印字高：3.6cm；信息可存储128条。喷印材质是多孔或无孔材质表面。操作功能使用中文手持终端——标准的用户界面。墨路系统是机械式供墨。喷印参数由人工输入，没有通讯系统，也没有辊道连锁控制。

经查，汕头市俊国机电科技有限公司有在线喷印标识产品，产品见图1.字符是点阵式5X7或7X9，每行可喷印60个字符。介绍内容没提供控制系统方面的有关内容。

现有特殊钢板成品板喷印标识设备控制系统存在的问题有：

1、控制系统控制的喷印装置体积大。设备维护不便，备件费用大。

2、喷印控制方法繁琐，不能满足钢板在线喷印质量要求，操作不便。

3、有些特殊钢板产线产品是离线喷印，由人工根据记录信息输入喷印参数到离线喷印装置，然后再到钢板上面去喷印，很容易喷错，其控制系统集成在一个控制模块中，没有数据传输和通讯功能。

4、产品喷印标识不清，容易引起混钢现象。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于钢板产品标识的喷印控制方法，所述的控制方法通过酸洗线过程控制系统自动下发喷印参数，并通过各个控制设备之间的相互通信，实现自动喷印，喷印标识更清楚，完全满足喷印质量要求，控制系统结构简单，操作方便，用以解决现有的喷印控制方法比较繁琐、操作不便，且喷印质量差、不能满足生产要求的问题。

为实现上述目的，本发明的控制方法方案是：一种用于钢板产品标识的喷印控制方法，所述的喷印控制方法在酸洗线尾部设置喷印装置，在输送辊道输送钢板进入喷印区域后，喷印区域基础自动化系统请求酸洗线基础自动化系统锁定输送辊道，并由酸洗线过程控制系统下发喷印参数给喷印区域基础自动化系统，自动控制所述的喷印装置对钢板喷印标识；

所述的喷印控制方法具体包括如下步骤：

(1)在上级生产制造系统中存储待喷印钢板的钢板号，以及所述钢板号对应的钢板参数和喷印参数；

(2)所述的酸洗线过程控制系统实时跟踪输送辊道上钢板的位置，当检测到钢板进入喷印区域后，酸洗线过程控制系统发送喷印信号给喷印区域基础自动化系统，所述的喷印区域基础自动化系统发送辊道锁定请求信号给酸洗线基础自动化系统；

(3)酸洗线基础自动化系统控制输送辊道停止工作，并在输送辊道停止运转后，反馈辊道已锁定信号给喷印区域基础自动化系统；

(4)喷印区域基础自动化系统将喷印区域内待喷印钢板的钢板号发送给酸洗线过程控制系统，请求下发喷印参数；

(5)所述的酸洗线过程控制系统向上级生产制造系统发送喷印参数请求信号，上级生产制造系统根据钢板号和钢板参数，将对应的喷印参数下发给酸洗线过程控制系统，并由酸洗线过程控制系统转发给喷印区域基础自动化系统；

(6)喷印区域基础自动化系统将所述的喷印参数下达给喷印装置本体控制器，并下发喷印指令，喷印装置本体控制器根据所述的喷印参数控制喷印装置对钢板进行喷印；

(7)当喷印完成后，喷印装置本体控制器控制喷印装置回到初始位置，同时喷印区域基础自动化系统发送喷印完成信号给酸洗线基础自动化系统，解除输送辊道的锁定，启动输送辊道将钢板输送到下个区域，该钢板喷印过程结束。

所述的步骤(3)中，所述的喷印参数包括喷印方向以及钢板上每一行的喷印内容。

当输送辊道锁定，准备对钢板进行喷印时，喷印装置本体控制器控制喷头下移，直至接触到钢板，喷印装置本体控制器根据喷印参数沿钢板横向移动进行静态喷印，并在喷印完成后，控制喷头自动提升，然后横向移动，回到原位。

所述的喷印控制方法通过人机交互计算机监控整个喷印过程的实时状态，操作工通过人机交互计算机设置所述输送辊道的启停控制方式，监控下达的喷印参数是否满足喷印要求，并在喷印参数不符合喷印要求时对喷印参数进行更新。

所述的启停控制方式包括手动控制方式和自动控制方式，当选择手动控制方式时，在喷印完成后，操作工通过人机交互计算机画面点击“喷印结束”，酸洗线基础自动化系统才能启动输送辊道；当选择自动控制方式时，酸洗线基础自动化系统收到喷印完成信号后，自动解除输送辊道的锁定，实现输送辊道的自动启动。

本发明的目的还在于提供一种用于钢板产品标识的喷印控制系统，单独设计一套喷印控制系统，并将喷印装置本体控制器独立出来，通过系统间的通讯来传输信息，方便检修和维护，而且本发明的喷印控制系统能够自动下发喷印参数，实现自动喷印，喷印标识更清楚，完全满足喷印质量要求，控制系统结构简单，操作方便，用以解决现有的喷印控制系统控制过程繁琐、操作不便，且喷印质量差、不能满足生产要求的问题。

为实现上述目的，本发明的控制系统方案是：一种用于钢板产品标识的喷印控制系统，所述的喷印控制系统包括喷印区域基础自动化系统、酸洗线基础自动化系统、酸洗线过程控制系统和喷印装置本体控制器，所述的喷印控制系统通信连接上级生产制造系统，向上级生产制造系统发送喷印参数请求信号，上级生产制造系统用于存储待喷印钢板的钢板号，以及所述钢板号对应的钢板参数和喷印参数，并将喷印参数下达给酸洗线过程控制系统；

所述的喷印区域基础自动化系统和酸洗线基础自动化系统通过通信网络连接，用于连锁控制输送辊道的启停，所述的酸洗线基础自动化系统提供连锁控制信号的硬件接口；

所述的酸洗线过程控制系统与喷印区域基础自动化系统通信连接，所述的喷印区域基础自动化系统用于向酸洗线过程控制系统发送带喷印钢板的钢板号，请求下发喷印参数，所述的酸洗线过程控制系统用于将喷印参数下发给喷印区域基础自动化系统；

所述的喷印区域基础自动化系统与喷印装置本体控制器通信连接，所述的喷印区域基础自动化系统用于向喷印装置本体控制器转发喷印参数和下达喷印指令，所述的喷印装置本体控制器用于控制喷印装置启动，并进行喷印工作。

所述的酸洗线基础自动化系统、喷印区域基础自动化系统和喷印装置本体控制器均采用PLC控制器组成，酸洗线过程控制系统则由服务器及计算机终端组成，并编制应用软件完成通讯和操作功能。

所述的喷印控制系统包括人机交互计算机，所述的人机交互计算机与上级生产制造系统、酸洗线基础自动化系统、喷印区域基础自动化系统、酸洗线过程控制系统和喷印装置本体控制器通信连接，用于监控整个喷印过程的实时状态和对喷印参数进行修改。

本发明达到的有益效果：本发明的喷印控制方法使特殊钢成品板产品标识工序效率大大提高，而且不用人工干预，也不用人工输入喷印内容，钢板自动停止在喷印区内，喷印结束后可自动移到下段区域，同时喷印质量大大提升，满足了国内外用户要求。

本发明使用高解析油墨，也大量节约油墨消耗，每年节省油墨及清洗剂达15万元以上，喷印环境也得到彻底改观，也没有异味，喷印效果明显好转。

本发明将喷印装置本体控制器独立出来，单独设计一套控制系统，通过系统间的通讯来信息传输，这样方便检修和维护，一旦发生系统问题很快就能查到原因。喷印区域的控制和酸洗线控制结合在一起，主要完成辊道连锁和喷印内容转发功能，实现自动喷印，无需人工输入喷印参数，操作简单方便、提高生产效率，也是具有一定的创新性。

附图说明

图1是本发明控制系统的通信原理结构图；

图2是本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例：

如图1所示，本实施例所述的喷印控制系统包括PLC控制柜、喷印装置本体控制器和人机交互计算机。所述的PLC控制柜与喷印装置通信连接，PLC控制柜用于完成整个喷印区域输送辊道的连锁控制，信息收发，接受操作指令，下发喷印参数给喷印装置本体控制器，所述的人机交互计算机与PLC控制柜和喷印装置本体控制器通信连接，所述的人机交互计算机用于监控整个喷印过程的实时状态，完成喷印内容的确认或修改，下发喷印动作指令，所述的喷印装置本体控制器用于控制喷印装置根据喷印参数对钢板喷印。

所述的PLC控制柜内设置有喷印区域基础自动化系统、酸洗线基础自动化系统和酸洗线过程控制系统，所述的酸洗线基础自动化系统、喷印区域基础自动化系统和喷印装置本体控制器均采用PLC控制器，酸洗线过程控制系统则由服务器及计算机终端组成，并编制应用软件完成通讯和操作功能。

所述的酸洗线过程控制系统与喷印区域基础自动化系统通信连接，所述的喷印区域基础自动化系统用于向酸洗线过程控制系统发送待喷印钢板的钢板号，请求酸洗线过程控制系统下发喷印参数。

酸洗线过程控制系统用于在接收到喷印区域基础自动化系统发送的钢板号后，向上级生产制造系统发送喷印参数请求信号，上级生产制造系统存储待喷印钢板的钢板号，以及所述钢板号对应的钢板参数和喷印参数，上级生产制造系统在收到喷印参数请求信号之后，将喷印参数下发给酸洗线过程控制系统，酸洗线过程控制系统将喷印参数转发给喷印区域基础自动化系统。

所述的喷印区域基础自动化系统和酸洗线基础自动化系统通信连接，所述的喷印区域基础自动化系统用于向酸洗线基础自动化系统发送连锁控制信号，连锁控制输送辊道的启停，所述的酸洗线基础自动化系统提供连锁控制信号的硬件接口。

所述的喷印区域基础自动化系统与喷印装置本体控制器通信连接，所述的喷印区域基础自动化系统用于向喷印装置本体控制器转发喷印参数和下达 喷印指令，所述的喷印装置本体控制器用于控制喷印装置启动，并进行喷印工作。

采用本发明的喷印控制系统对钢板进行喷印工作时，喷印区域基础自动化系统在喷印开始之前首先从酸洗线过程控制系统接收喷印参数。在得到起喷信号后，将喷印参数下达给喷印装置本体控制器，喷印装置本体控制器控制喷头开始在钢板的上表面设定位置进行静态喷印。

如图2所示，本实施例喷印控制的具体运行步骤如下：

步骤1，在钢板进入酸洗线后，酸洗线过程控制系统实时跟踪输送辊道上钢板的位置，当酸洗线过程控制系统检测到钢板进入喷印区域后，酸洗线过程控制系统发送喷印信号给喷印区域基础自动化系统，所述的喷印区域基础自动化系统发送辊道锁定请求信号给酸洗线基础自动化系统。

步骤2，酸洗线基础自动化系统收到辊道锁定请求信号后，控制输送辊道停止转动，保持输送辊道在喷印阶段锁定不动，同时反馈辊道已停止转动信号给喷印区域基础自动化系统，由喷印区域基础自动化系统将喷印区域内待喷印钢板的钢板号发送给酸洗线过程控制系统，请求下发喷印参数。

步骤3，所述的酸洗线过程控制系统向上级生产制造系统发送喷印参数请求信号，上级生产制造系统中存储待喷印钢板的钢板号及其对应的钢板参数和喷印参数，上级生产制造系统接收到喷印参数请求信号后，根据所述的钢板号，查找对应的钢板参数，并将所述钢板参数对应的喷印参数下发给酸洗线过程控制系统，并由酸洗线过程控制系统转发给喷印区域基础自动化系统。

所述的喷印参数包括喷印方向以及钢板上每一行的喷印内容。操作工通过人机交互计算机的监控画面监控喷印参数，如果喷印参数没有根据生产需求进行及时更新，导致下发的喷印参数不满足生产需求，则操作工可以通过人机交互计算机对喷印参数进行修改，并重新请求发送喷印参数。

步骤4，喷印区域基础自动化系统将所述的喷印参数下达给喷印装置本体控制器，并下发喷印指令，喷印装置本体控制器接收到喷印指令后，喷印装置本体控制器控制喷印装置喷头下移接触到钢板，并控制喷头根据喷印参数沿钢板横向移动进行静态喷印。

步骤5，当喷印完成后，喷印装置本体控制器控制喷头自动提升，然后横向移动，回到原位。

步骤6，喷印区域基础自动化系统发送喷印完成信号给酸洗线基础自动化系统，解除输送辊道的锁定，启动输送辊道将钢板输送到下个区域，该钢板喷印过程结束。

输送辊道的启停控制分为手动控制和自动控制，控制方式可以在人机交互计算机上进行选择，若操作工在人机交互计算机上选择输送辊道的启动方式为手动控制方式，则当操作工通过人机交互计算机监控到喷印完成信号，通过人机交互计算机点击“喷印结束”，酸洗线基础自动化系统才能启动输送辊道；当选择自动控制方式时，酸洗线基础自动化系统收到喷印完成信号后，自动解除输送辊道的锁定，实现输送辊道的自动启动。

如表一所示，酸洗线过程控制系统向上级生产制造系统发送喷印参数请求信号，酸洗线过程控制系统将喷印参数下发给酸洗线过程控制系统.表一为酸洗线过程控制系统转发给喷印区域基础自动化系统的电文，钢板参数包括钢板号、板长、板宽和板厚，喷印参数包括喷印方向和每一行的喷印内容，本发明是横向喷印，可喷印3行内容，喷印字体高度在1.0～4.8cm，同时最大字符高度4.8cm。在钢板的生产过程中，有些钢板是不需要喷印的，当酸洗线过程控制系统收到某个钢板号后，确定该钢板号对应的钢板无需喷印时，即下发不喷印的指令，该钢板直接通过。

表一

如表二所示，为喷印区域基础自动化系统发给酸洗线基础自动化系统的连锁信号。当钢板不需要喷印时，喷印区域基础自动化系统请求酸洗线基础自动化系统不需要对输送辊道锁定，并且在喷印完成后，发送喷印动作完成信号，并请求酸洗线基础自动化系统解除锁定输送辊道。

表二

如表三所示，为喷印区域基础自动化系统发送给酸洗线过程控制系统的电文。当钢板进入喷印区域，并停止运转后，喷印区域基础自动化系统发送钢板号给酸洗线过程控制系统，请求下达喷印参数，并在喷印参数不符合生产要求时，重新请求下达喷印参数。

表三

本发明将喷印装置本体控制独立出来，单独设计一套控制系统，通过系统间的通讯来信息传输，这样方便检修和维护，一旦发生系统问题很快就能查到原因。在热轧酸洗线上经过使用本发明的技术后，控制系统的体积大大缩小，控制系统运行环境大大改观，操作简便，通讯系统稳定，维护量减少，操作环境大大改观，满足了用户要求，喷印成本也大大降低。该控制系统喷印效果好，喷印控制方法不用人工干预，也不用人工输入喷印内容，钢板自动停止在喷印区内，喷印结束后可自动移到下段区域，同时喷印质量大大提升，满足了国内外用户要求，使特殊钢成品板产品标识工序效率大大提高。