CN107931554B - 一种连铸坯定位计算方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种连铸坯定位计算方法，该方法包括：实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度；在连铸机控制系统中设定固定采样周期，根据瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样周期转动角度；根据拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移；对铸坯固定采样周期位移累加获得铸坯位移，并根据铸坯位移得到铸坯坐标。本申请提供的方法无需编码器、控制模板等测量设备投资，连铸机控制系统可根据采集到的拉矫机变频器的瞬时速度、固定采样周期等参数计算获得铸坯坐标，该方法计算精度稳定，完全达到了铸坯跟踪及定尺切割要求，故障率为零；应用效果达到了生产需求，减少了设备维护量，进而降低了维护人员劳动强度。

Description

一种连铸坯定位计算方法

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种连铸坯定位计算方法。

背景技术

炼钢产冶炼的钢水经连铸机连续浇铸为铸坯，铸坯经拉矫机拉直后，在辊道上经过定尺后，根据下工序的需要利用切割机切割为一定长度的铸坯。连铸机在浇筑生产过程中，需要根据铸坯坯头位置控制二冷配水、拉矫机铸坯压力转换、拉矫辊抬起压下、送引锭、火切机定尺切割等设备动作，连铸坯定位坐标不准或不计数将严重影响连铸机生产。

现有技术中，一般采用在连铸机拉矫机的电机轴上安装计数编码器，电机通过减速机及拉矫辊驱动铸坯行走，计数编码器采集电机轴转动角度及转动圈数，之后根据拉矫机的电机轴转动角度及转动圈数来计算出铸坯位置，从而定位铸坯。

但是，铸坯生产时，拉矫机温度很高，容易造成计数编码器故障频发，严重制约连铸机生产。同时，编码器安装在拉矫机内，安装维护难度较大。

发明内容

本申请提供了一种连铸坯定位计算方法，以解决目前连铸坯定位依赖于编码器，且编码器在复杂环境下容易发生故障的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种连铸坯定位计算方法，所述方法包括：

实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度；

在连铸机控制系统中设定固定采样周期，根据所述瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样周期转动角度；

根据所述拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移；

对所述铸坯固定采样周期位移累加获得铸坯位移，并根据所述铸坯位移得到铸坯坐标。

可选的，所述实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度，包括：

将所述连铸机控制系统与所述拉矫机变频器通讯连接；

将采集到的所述拉矫机变频器的瞬时速度传输至所述连铸机控制系统。

可选的，所述拉矫机变频器的瞬时速度通过工业以太网或现场总线或模拟量信号传输至所述连铸机控制系统。

可选的，所述根据所述瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样转动角度，包括：

所述连铸机控制系统接收所述拉矫机变频器的瞬时速度；

根据下列公式计算得到拉矫机电机固定采样转动角度。

拉矫机电机固定采样转动角度＝拉矫机变频器的瞬时速度*采样周期*修正系数。

可选的，所述根据所述拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移，包括：

所述连铸机控制系统根据下列公式计算得到铸坯固定采样周期位移；

铸坯固定采样周期位移＝拉矫机电机固定采样周期转动角度*电机减速比*拉矫辊周长*修正系数。

可选的，所述对所述铸坯固定采样周期位移累加获得铸坯位移，包括：

将所述铸坯固定采样周期位移传输至所述连铸机控制系统；

所述连铸机控制系统对接收到的所述固定采样周期位移进行累加计算，获得铸坯位移量。

可选的，根据所述铸坯位移得到铸坯坐标，包括：

所述连铸机开浇时，以连铸结晶器为坐标零点，所述铸坯位移量即为铸坯头坐标。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供的连铸坯定位计算方法包括：实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度；在连铸机控制系统中设定固定采样周期，根据瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样周期转动角度；根据拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移；对铸坯固定采样周期位移累加获得铸坯位移，并根据铸坯位移得到铸坯坐标。本申请提供的连铸坯定位计算方法简单可靠、方法新颖，无需编码器、控制模板等测量设备投资，连铸机控制系统可根据采集到的拉矫机变频器的瞬时速度、固定采样周期等参数计算获得铸坯坐标，该定位计算方法获得的结果精度稳定，可以完全达到铸坯跟踪及定尺切割要求，且故障率为零；应用效果达到生产需求，并可以减少设备维护量，进而可以降低维护人员劳动强度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种连铸坯定位计算方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种连铸坯定位计算方法的原理框图；

图3为本发明实施例提供的一种连铸坯定位计算方法中定尺切割应用界面之一。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的连铸坯定位计算方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例提供的连铸坯定位计算方法包括：

S100：实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度。

拉矫机的功能是保证引锭杆的插入和浇铸过程中热坯的拉伸和矫直，而拉矫机由电机进行驱动，且由变频器进行变频调速，拉矫机变频器通过改变频率来改变拉矫机电机的电压大小，从而改变电机轴的旋转速度。因此，可通过速度传感器实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度，并将采集到的瞬时速度至传输至连铸机控制系统中进行处理。

具体地，将拉矫机变频器与连铸机控制系统通讯连接，通过工业以太网或现场总线或模拟量信号传输至连铸机控制系统，并保存于连铸机控制系统的数据块中，以备后续使用。

如果连铸机采用多架拉矫机驱动方式，一般采集水平段拉矫机速度反馈，同时可以采集多台拉矫机速度反馈互为备用作用计算数据，防止单台拉矫机发生故障时影响铸坯定位。

S200：在连铸机控制系统中设定固定采样周期，根据瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样周期转动角度。

在连铸机控制系统中人工设定固定采样周期，每个固定采样周期采集一次拉矫机变频器的瞬时速度，根据公式计算出拉矫机电机固定采样周期转动角度，其中，公式如下：

拉矫机电机固定采样转动角度＝拉矫机变频器的瞬时速度*采样周期*修正系数

在控制系统硬件条件允许下，采样周期越短，相应计算数据越精确。

S300：根据拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移。

由于拉矫机为连铸坯主要驱动装置，通过减速机、拉矫辊紧密夹持铸坯并拉出，因此在拉矫机与铸坯之间不打滑前提下，可以通过拉矫机电机固定采样周期转动角度计算出铸坯固定采样周期位移，其计算公式为：

铸坯固定采样周期位移＝拉矫机电机固定采样周期转动角度*电机减速比*拉矫辊周长*修正系数。

S400：对铸坯固定采样周期位移累加获得铸坯位移，并根据铸坯位移得到铸坯坐标。

连铸机控制系统对计算得到的铸坯固定采样周期位移进行累加，获得所有采样周期对应的铸坯位移量。连铸机开浇时，以连铸结晶器为坐标零点，则根据铸坯位移量即可获得铸坯头坐标，从而实现连铸机生产中铸坯坐标定位及跟踪。

获得铸坯坐标后将其存储于连铸机控制系统的数据块中，方便连铸机控制系统将铸坯坐标数据传输至动态二冷配水、拉矫机铸坯压力转换、拉矫辊抬起压下、送引锭、火切机定尺切割各控制子系统中，根据各系统控制要求设置铸坯坐标清零条件及修正系数，建立相应控制界面。

如图2所示，将本发明实施例提供的连铸坯定位计算方法应用到连铸坯生产上，首先在连铸机控制系统中人工在连铸机控制系统中设定固定采样周期，将连铸机控制系统与拉矫机变频器通讯连接(采用工业以太网、现场总线及模拟量信号输入输出等多种方式实现)；然后在一个固定采样周期内实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度，并将瞬时速度传输至连铸机控制系统中，连铸机控制系统根据瞬时速度与固定采样周期计算得出拉矫机电机固定采样周期转动角度；然后连铸机控制系统根据拉矫机电机固定采样周期转动角度计算得出铸坯固定采样周期位移；然后连铸机控制系统对铸坯固定采样周期位移进行累加，计算得出铸坯位移；然后根据铸坯位移得到铸坯坐标；最后将铸坯坐标传输至动态二冷配水、拉矫辊控制、送引锭控制及火切机定尺等控制子系统中，动态二冷配水、拉矫辊控制、送引锭控制及火切机定尺等控制子系统根据铸坯坐标进行相应动作。

在动态二冷配水、拉矫机铸坯压力转换、拉矫辊抬起压下等控制系统中，仅需要铸坯坐标实时数据。在送引锭控制系统中，需要建立坐标初始化条件，设定初始坐标等。

在火切机定尺切割系统中，需首先确定定尺长度、预夹紧长度、修正系数及定尺清零条件，其控制界面如图3所示；再根据铸坯定位坐标计算得出火切机设备动作条件以控制连铸坯定尺切割作业。

本申请实施例提供的连铸坯定位计算方法包括：实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度；在连铸机控制系统中在连铸机控制系统中设定固定采样周期，连铸机控制系统根据接收的拉矫机变频器的瞬时速度与采样周期计算得到拉矫机电机固定采样周期转动角度；连铸机控制系统根据拉矫机电机固定采样周期转动角度计算得到铸坯固定采样周期位移；连铸机控制系统对铸坯固定采样周期位移累加计算得到铸坯位移，并根据铸坯位移得到铸坯坐标。本申请提供的连铸坯定位计算方法简单可靠、方法新颖，无需编码器、控制模板等测量设备投资，只需连铸机控制系统根据拉矫机变频器的瞬时速度、采样周期等参数即可计算得到铸坯坐标；使用该连铸坯定位计算方法后，在连铸坯拉速稳定生产条件下，铸坯跟踪坐标计算精度稳定，完全达到了铸坯跟踪及定尺切割要求，且故障率为零；还有，应用效果达到了生产需求，且减少了设备维护量，进而降低了维护人员劳动强度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种连铸坯定位计算方法，其特征在于，所述方法包括：

实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度；

在连铸机控制系统中设定固定采样周期，根据所述瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样周期转动角度；

根据所述拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移；

将所述铸坯固定采样周期位移传输至所述连铸机控制系统；

所述连铸机控制系统对接收到的所述固定采样周期位移进行累加计算，获得铸坯位移量；

所述连铸机开浇时，以连铸结晶器为坐标零点，所述铸坯位移量即为铸坯头坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时采集并传输拉矫机变频器的瞬时速度，包括：

将所述连铸机控制系统与所述拉矫机变频器通讯连接；

将采集到的所述拉矫机变频器的瞬时速度传输至所述连铸机控制系统。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拉矫机变频器的瞬时速度通过工业以太网或现场总线或模拟量信号传输至所述连铸机控制系统。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞬时速度与固定采样周期计算拉矫机电机固定采样转动角度，包括：

所述连铸机控制系统接收所述拉矫机变频器的瞬时速度；

根据下列公式计算得到拉矫机电机固定采样转动角度；

拉矫机电机固定采样转动角度＝拉矫机变频器的瞬时速度*采样周期*修正系数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拉矫机电机固定采样周期转动角度计算铸坯固定采样周期位移，包括：

所述连铸机控制系统根据下列公式计算得到铸坯固定采样周期位移；

铸坯固定采样周期位移＝拉矫机电机固定采样周期转动角度*电机减速比*拉矫辊周长*修正系数。

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