一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法及系統與流程

2023-11-30 01:46:26

本申請涉及軋鋼技術領域，尤其涉及一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法及系統。

背景技術：

隨著科學技術的不斷發展，軋鋼技術也得到了飛速的發展，鋼產品的種類也越來越多，人們也享受到了其帶來的各種便利。

工業旋轉式退火爐，用於整卷鋼卷在不同工藝溫度下的連續退火。

工業旋轉式退火爐的設備大型，是集機械、電氣、DCS及PLC自動控制系統於一體的複雜系統設備，其具有常規退火爐所不具備的可旋轉性。

鋼卷在運送過程中，放置在臺車垛位上並伴隨臺車旋轉一起移動，因此在控制上需要對臺車位置進行動態跟蹤以滿足物料跟蹤的需要。

目前，旋轉式退火爐一般多採用編碼電纜直接測量鋼卷的位置或通過光電編碼器測量鋼卷移動的角度來獲得臺車的位置，而鋼卷的位置和臺車的位置有可能會有差異，進而降低了臺車位置的測量精度。

技術實現要素：

本發明了提供了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法，以解決現有技術中臺車位置的測量精度低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法，所述方法包括：在當前臺車旋轉時，通過安裝於所述當前臺車底部的擋鐵和安裝於一爐區的接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號；通過PLC分析所述編碼信號獲得所述當前臺車的編號；通過伺服器接收所述PLC發送的所述當前臺車的編號；通過所述伺服器基於上一輛臺車的實際編號獲取當前臺車的理論編號；通過所述伺服器對比所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號；若所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號一致，則基於和所述當前臺車底部的擋鐵觸發的接近開關，確定所述當前臺車的位置。

優選的，所述獲取所述當前臺車的編碼信號，包括：獲取所述當前臺車的二進位編碼信號。

優選的，所述通過安裝於所述當前臺車底部的擋鐵和安裝於爐區的接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號之前，包括：通過臺車數量確定所述接近開關的數量。

優選的，所述接近開關的數量組成的二進位編碼最大值大於所述臺車數量。

優選的，所述通過所述伺服器基於上一輛臺車的實際編號獲取當前臺車的理論編號之後，包括：判斷所述當前臺車的理論編號是否為臺車最大編號；若是，則將下一輛臺車的理論號取值為最小編號。

優選的，所述當前臺車底部的擋鐵的和數量根據所述當前臺車的編號設置。

優選的，所述確定所述當前臺車的位置之後，包括：基於所述當前臺車和其他臺車的連接關係，確定出其他臺車的位置。

本發明提供了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤系統，包括：擋鐵，安裝於當前臺車底部；接近開關，安裝於一爐區；PLC，用於在當前臺車旋轉時，通過所述擋鐵和所述接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號；所述PLC，用於分析所述編碼信號獲得所述當前臺車的編號；伺服器，用於接收所述PLC發送的所述當前臺車的編號；基於上一輛臺車的實際編號獲取當前臺車的理論編號；對比所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號；若所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號一致，則基於所述接近開關在所述爐區的位置，確定所述當前臺車的位置。

優選的，所述PLC還用於獲取所述當前臺車的二進位編碼信號。

優選的，所述當前臺車底部的擋鐵的數量根據所述當前臺車的編號設置。

優選的，所述伺服器，用於判斷所述當前臺車的理論編號是否為臺車最大編號；若是，則將下一輛臺車的理論號取值為最小編號。

通過本發明的一個或者多個技術方案，本發明具有以下有益效果或者優點：

本發明公開了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法，在當前臺車旋轉時，通過安裝於所述當前臺車底部的擋鐵和安裝於一爐區的接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號；然後通過PLC分析所述編碼信號獲得所述當前臺車的編號；然後通過伺服器將當前臺車的編號和通過計算獲得的當前臺車的理論編號進行對比，檢測當前臺車的編號是否正確，若正確則進一步確定當前臺車的位置，由此可知，本發明採用實際編號測量和理論編號測量相結合的方法來跟蹤臺車，二種測量方式相互獨立，又互相參考，提高了旋轉式退火爐臺車跟蹤的精度與可靠性。

附圖說明

圖1是本發明實施例中實施原理參考圖；

圖2為本發明實施例中一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法的實施過程圖；

圖3為本發明實施例中擋鐵和接觸開關的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本申請所屬技術領域中的技術人員更清楚地理解本申請，下面結合附圖，通過具體實施例對本申請技術方案作詳細描述。

本發明提供了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法。

目前，大多數類似產線多採用編碼電纜直接測量鋼卷的位置或通過光電編碼器測量鋼卷移動的角度來獲得位置信息，測量臺車位置精度低。進而本發明採用了實際位置檢測和理論位置計算相結合的方法來跟蹤臺車的位置，打破了傳統的鋼卷位置跟蹤的認知。

本發明適用於多輛臺車的位置定位情況。

本發明的實施原理請參看圖1。

在圖1中，旋轉式退火爐呈圓環型，等分成多個爐區(例如8個爐區)，臺車的數量和爐區的數量一致，爐區的編號是按一個方向遞增的，如逆時針方向；其次臺車的編號是與爐區相反的，爐區是逆時針方向遞增，臺車就是順時針方向遞增，每個爐區包含一輛(也可以稱為一組)臺車。

每輛臺車的構造、尺寸都相同，但是每輛臺車都有各自的編號。8輛臺車依次連接(例如圖1中所示臺車)，並依次穿過各個爐區。

每輛臺車上都放置鋼卷。

而在每輛臺車的車底都安裝有擋鐵，在某一個爐區或者幾個爐區固定設置有接觸開關。

在臺車通過爐區的過程中，通過臺車的擋鐵和其通過爐區的接觸開關觸發編碼信號，通過分析該編碼信號獲得該臺車的編號，並進一步和計算獲得的該臺車的理論編號進行對比。若編號一致則獲取該臺車的位置。

由於所有的臺車結構都一樣並且依次連接，進而可以根據該臺車的位置和其他臺車的依次連接的關係推算出其他臺車的位置。

請繼續參看圖1，8輛臺車依次連接(例如圖1中所示臺車)，並依次穿過各個爐區。

若該臺車為第1輛臺車，其位置處於第1爐區，那麼根據該臺車和前後一輛臺車的連接關係，在該臺車的編號上加1，得到上一爐區的臺車編號，在該臺車的編號上減1，得到下一爐區的臺車編號。例如，該臺車處於第1爐區，加1之後得到第8爐區的臺車為第2輛臺車，減1之後得到第2爐區的臺車為第8輛臺車，由於每輛臺車依次有連接關係，進而可計算獲得其它爐區的臺車編號。

當然，在獲得每輛臺車的編號之後，會判斷該編號是否為0，若是，則將下一爐區的臺車編號規定為最大編號。

在具體的實施過程中，下面請參看圖2，是本發明的一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法的實施過程圖。

S1，在當前臺車旋轉時，通過安裝於所述當前臺車底部的擋鐵和安裝於一爐區的接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號。

當前臺車的編碼信號，是通過固定安裝的接近開關配合當前臺車的臺車底部的擋鐵來獲取，並將此編碼信號按照二進位編碼進行組合。例如，接近開關被擋鐵觸發，將其信號認為二進位中的「1」；接近開關沒有被擋鐵觸發，將其信號認為二進位中的「0」。一組接近開關按實際觸發情況形成一組二進位編碼。

參看圖3，是擋鐵和接近開關的具體位置示意圖。

在具體的實施過程中，接近開關安裝在爐底某一爐區的固定位置，固定不動；接近開關的數量是通過臺車數量確定的，所述接近開關的數量組成的二進位編碼最大值大於所述臺車數量。例如臺車的數量是50臺，而二進位數「11111」的值為31，二進位數「111111」的值為63，因此最少需要6個接近開關(編號為1、2、3、4、5、6)來檢測50組臺車的臺車位置。

在每輛臺車的底部都安裝了能夠和接近開關觸發生成編碼信號的擋鐵7，其觸發接近開關後形成的二進位編碼經轉換後恰好為該組臺車的臺車編號，在臺車旋轉過程中，擋鐵7也隨臺車一起移動。因此，而不同的臺車的擋鐵7的數量和位置都不同，進而不同的臺車轉到接近開關位置時，因臺車不同，臺車觸發的接近開關也不同，進而獲得的編碼信號也不同。

每輛臺車的擋鐵的數量，是根據該臺車的編號和接近開關的數量設置的。而擋鐵的位置和接近開關的位置有關。接近開關的數量決定了二進位編碼的位數，而臺車的編號決定了二進位編碼的編碼號。例如1號臺車，且接近開關的數量為6個，那麼其設置擋鐵的數量為1，並且擋鐵的位置能夠和接近開關觸發獲得編碼信號000001，經過PLC的運算處理得到十進數1，則1為此臺車實際檢測的臺車號，即A＝1。再例如9號臺車，轉到接近開關位置時，其觸發的接近開關為第1個和第4個，那麼這6個接近開關組成的二進位編碼為「001001」，經過PLC的運算處理得到十進數9，則9為此臺車實際檢測的臺車號，即A＝9。

作為一種可選的實施例，當前臺車的位置是通過和所述當前臺車底部的擋鐵觸發的接近開關來確定。由於接近開關的位置是固定不變的，進而可以根據接近開關的位置確定出當前臺車的位置。然後基於當前臺車和其他臺車的連接關係和尺寸關係，確定出剩餘的臺車的位置。而在此之前，本發明需要檢測當前臺車的編號是否對應，才能夠進一步獲得當前臺車的位置。

S2，通過PLC分析所述編碼信號獲得所述當前臺車的編號。

此編碼經過PLC的運算得到十進位數，即為當前臺車的(實際)編號A，同時PLC將當前臺車的實際編號傳送給伺服器的DCS系統。

S3，通過伺服器接收所述PLC發送的所述當前臺車的編號。

S4，通過所述伺服器基於上一輛臺車的實際編號獲取當前臺車的理論編號。

理論編號計算是DCS系統以上一輛臺車的實際編號為基礎計算得到當前臺車相關的編號。DCS系統在上一次臺車的實際編號基礎上加1，得到本次臺車的理論編號，即為當前臺車的理論編號B。

作為一種可選的實施例，在此之後，本發明會判斷所述當前臺車的理論編號是否為臺車最大編號；若是，則將下一輛臺車的理論號取值為最小編號。例如，當前臺車的理論編號達到最大臺車號時，下次計算時會從1重新開始。

S5，通過所述伺服器對比所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號。

S6，若所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號一致，則基於和所述當前臺車底部的擋鐵觸發的接近開關，確定所述當前臺車的位置。

實際位置和理論位置都計算出來後，二者進行比較，如果A＝B，則說明臺車位置跟蹤正常，則基於和所述當前臺車底部的擋鐵觸發的接近開關，確定所述當前臺車的位置；如果A≠B，則說明臺車位置跟蹤錯誤。

另外，當確定出當前臺車的位置，即可基於所述當前臺車和其他臺車的連接關係和尺寸關係，確定出其他臺車的位置。當然，還可以推導出其他臺車的編號。

作為一種可選的實施例，本發明並不限制於在一個爐區接近開關來進行臺車位置檢測，可以在不同爐區安裝多組接近開關，然後通過比較多個臺車的編號來進一步確定對應臺車的位置，這樣可以使控制系統更加可靠。

例如，本發明在第二爐區也設置有接近開關。當第二臺車(除當前臺車之外的其他臺車)通過第二爐區時，通過所述第二臺車的徹底設置的擋鐵和固定設置在第二爐區的接近開關的相互觸發，獲取所述第二臺車的編碼信號；

通過PLC分析所述第二臺車的編碼信號獲得通過所述第二臺車的編號；

通過伺服器接收所述PLC發送的所述第二臺車的編號；

通過所述伺服器基於上一輛臺車的實際編號獲取第二臺車的理論編號；

通過所述伺服器對比所述第二臺車的編號和所述第二臺車的理論編號；

若所述第二臺車的編號和所述第二臺車的理論編號一致，則基於和所述接近開關在所述第二爐區的位置，確定所述第二臺車的位置。

此處的第二爐區可以是除上述爐區之外的其他爐區中的一個或幾個，其數量不做限制，而實施原理是一樣的。

這樣做的好處是，通過在多個爐區設置接觸開關，來檢測通過各個爐區的臺車的編號，進而確定各個臺車的位置，若每個爐區檢測的臺車編號和位置，與其他爐區推導的該臺車的編號和位置一致，那麼則能夠進一步保證本發明實施的精度和可靠性。

本方法的優點是投入設備簡單，計算過程和原理易理解，計算精確，本發明的實施結構簡單，維護方便，同時，因接近開關的免維護性而大大提高了檢測精度和可靠性。

基於同一發明構思，本發明還提供了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤系統，包括：

擋鐵，安裝於當前臺車底部；

接近開關，安裝於一爐區；

PLC，用於在當前臺車旋轉時，通過安裝於所述的擋鐵和安裝於的接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號；

所述PLC，用於分析所述編碼信號獲得所述當前臺車的編號；

伺服器，用於接收所述PLC發送的所述當前臺車的編號；基於上一輛臺車的實際編號獲取當前臺車的理論編號；對比所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號；若所述當前臺車的編號和所述當前臺車的理論編號一致，則基於所述接近開關在所述爐區的位置，確定所述當前臺車的位置。

在具體的實施過程中，所述PLC，具體用於獲取所述當前臺車的二進位編碼信號。

在具體的實施過程中，可通過臺車數量確定所述接近開關的數量。

在具體的實施過程中，所述接近開關的數量組成的二進位編碼最大值大於所述臺車數量。

在具體的實施過程中，所述伺服器，用於判斷所述當前臺車的理論編號是否為臺車最大編號；若是，則將下一輛臺車的理論號取值為最小編號。

為了深入了解本發明，下面以旋轉式退火爐50組臺車為例，結合附圖3對本發明進行詳細說明。

所用接近開關數量的原則是其組成的二進位編碼最大值要大於臺車數量，如臺車共有50組，而二進位數「11111」的值為31，二進位數「111111」的值為63，因此最少需要6個接近開關來檢測50組臺車的臺車位置。

下表1為50組臺車與相應接近開關被觸發情況的對照表。

表1

以9#臺車為例，參見圖3，當9#臺車轉到接近開關位置時，其觸發的接近開關為第1個和第4個，那麼這6個接近開關組成的二進位編碼為「001001」，經過PLC的運算處理得到十進數9，則9為此臺車實際檢測的臺車號，即A＝9，同時PLC系統將此臺車號發送給DCS系統。

在PLC系統處理接近開關信號的同時，DCS系統也在進行自動計算。

if((COMMON_1_D11.PV>49.9)and(COMMON_1_D11.PV<50.1))then

INEXT_NO＝1

else

INEXT_NO＝COMMON_1_D11.PV+1

end if

此段程序表示DCS系統在上一輛臺車號的基礎上加1得到本輛臺車理論計算的臺車號。參見圖1，當9#臺車轉到接近開關位置時，DCS系統記錄的上一次的臺車號為8，系統會在其基礎上加1，得到本次臺車理論計算的臺車號9，即B＝9。

之後，DCS系統判斷A＝B＝9，則說明臺車位置跟蹤正常，臺車號檢測正常，系統予以採用，並根據接近開關的位置確定所述當前臺車的位置。

如果某個接近開關信號異常，造成A≠9，即A≠B，則說明臺車位置跟蹤錯誤，需操作人員手動在畫面上輸入並確認正確的臺車號。

因此，本發明採用了實際位置檢測和理論位置計算相結合的方法來跟蹤臺車的位置信息，二種測量方式相互獨立，又互相參考，這樣提高了旋轉式退火爐臺車位置跟蹤的精度與可靠性。

當然，本發明並不限制於採用一組(若干個)接近開關來進行臺車位置檢測，可以在不同爐區安裝多組接近開關，然後通過比較多個檢測的臺車位置信息來選擇正確的，這樣可以使控制系統更加可靠。

通過本發明的一個或者多個實施例，本發明具有以下有益效果或者優點：

本發明公開了一種旋轉式退火爐臺車位置的動態跟蹤方法，在當前臺車旋轉時，通過安裝於所述當前臺車底部的擋鐵和安裝於一爐區的接近開關的相互觸發，獲取所述當前臺車的編碼信號；然後通過PLC分析所述編碼信號獲得所述當前臺車的編號；然後通過伺服器將當前臺車的編號和通過計算獲得的當前臺車的理論編號進行對比，檢測當前臺車的編號是否正確，若正確則進一步確定當前臺車的位置，由此可知，本發明採用實際編號測量和理論編號測量相結合的方法來跟蹤臺車，二種測量方式相互獨立，又互相參考，提高了旋轉式退火爐臺車跟蹤的精度與可靠性。

儘管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和範圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬於本申請權利要求及其等同技術的範圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。