鑄坯切割長度異常監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煉鋼連鑄生產(chǎn)過程中的監(jiān)測裝置和監(jiān)測方法，具體說涉及一種在線自動監(jiān)測連鑄坯切割長度異常的監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉鋼連鑄生產(chǎn)中，從連鑄機連續(xù)拉鑄出來的熱態(tài)凝固鋼流，需要根據(jù)后道軋鋼工藝的要求，切割成一定規(guī)格長度的鑄坯，通過熱裝熱送的方式輸送到軋鋼工序進行軋制。連鑄機生產(chǎn)的鑄坯在截面規(guī)格不變的條件下，長度必須符合軋鋼廠的要求，否則就會影響軋鋼產(chǎn)品的成材率，增加鋼材的浪費，因此，煉鋼廠對連鑄坯的切割長度精度要求非常嚴(yán)格，通常都在定尺切割裝置上配置高精度的測長傳感器來在線控制切割長度的精度。
[0003]然而現(xiàn)有技術(shù)對定尺切割裝置切割下來的鑄坯長度缺少在線監(jiān)測的手段，只能通過人工目測抽檢比對，這對于連續(xù)生產(chǎn)過程中由于定尺切割裝置異常所導(dǎo)致的鑄坯切割長度異常，很難做到及時有效的發(fā)現(xiàn)，往往需要等到鑄坯送到軋鋼廠進行軋制時才會暴露出來，而此時連鑄產(chǎn)線上已經(jīng)造成大批量的鑄坯長度異常，會導(dǎo)致產(chǎn)品成材率大大降低，從而受到很大的損失。
[0004]申請?zhí)枮镃N201110341645.8的中國專利公開了 “一種鑄坯定尺長度切后測量裝置”，主要特點是用出坯輥道側(cè)壁上的刻度標(biāo)尺去人工測量鑄坯長度；申請?zhí)枮镃N201020631394.8的中國專利公開了“鑄坯長度在線測量裝置”，主要特點是用出坯輥道一側(cè)的帶掛鉤的毫米標(biāo)尺和測量架來人工測量鑄坯長度；這些屬于人工測量裝置，自動化程度低，作業(yè)負(fù)荷大，對多流熱坯測量時既不方便也不安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鑄坯切割長度異常監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，可實現(xiàn)在線、自動地監(jiān)測連鑄坯切割長度異常，克服人工目測抽檢勞動強度高、漏檢率高的缺點，提高連鑄識別鑄坯切割長度異常的及時性和有效性，避免鑄坯批量長度異常對軋后成材率的影響，為提高成材率、降低生產(chǎn)成本提供保障。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一方面提供1.一種鑄坯切割長度異常監(jiān)測系統(tǒng)，包括:包括切割長度采集模塊、鑄坯重量采集模塊、鑄坯米重計算模塊、長度異常識別模塊、長度異常修正模塊，和報警顯示模塊；其中，所述切割長度采集模塊，與各流定尺切割裝置相聯(lián)接，用于采集和記錄各流定尺切割裝置切下的鑄坯的檢測長度，并將各流的鑄坯檢測長度傳送給鑄坯米重計算模塊和長度異常修正模塊；所述鑄坯重量采集模塊，與各流鑄坯稱量裝置相聯(lián)接，用于采集和記錄各流出坯輥道上的鑄坯稱量裝置所檢測到的鑄坯重量，并將各流的鑄坯檢測重量傳送給鑄坯米重計算模塊和長度異常修正模塊；所述鑄坯米重計算模塊，用于計算到達(dá)各流出坯輥道上的鑄坯的米重數(shù)據(jù)，并將各流鑄坯的米重數(shù)據(jù)傳送到長度異常識別模塊和長度異常修正模塊；所述長度異常識別模塊，用于對收到的各流鑄坯的米重數(shù)據(jù)進行綜合比較運算，識別推理出各流切割后的鑄坯長度是否存在異常，并將識別結(jié)果傳送到長度異常修正模塊和報警顯示模塊；所述長度異常修正模塊，用于在收到長度異常檢出信號后，根據(jù)收到的各流鑄坯米重、鑄坯檢測重量、鑄坯檢測長度數(shù)據(jù)，自動計算出切割長度修正量，產(chǎn)生的長度修正量一路傳送到報警顯示模塊。
[0007]切割長度采集模塊與各流的定尺切割裝置通過以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接，通訊協(xié)議為 TCP/IP。
[0008]鑄坯重量采集模塊與各流的鑄坯稱量裝置通過以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接，通訊協(xié)議為 TCP/IP。
[0009]測長傳感器采用與測量輥連接的增量型脈沖編碼器。
[0010]所述長度異常識別模塊包括第一級比較運算單元和第二級比較運算單元。
[0011]所述長度異常修正模塊包括參考米重運算單元、修正量運算單元和方式選擇器。
[0012]鑄坯米重計算模塊包括一個觸發(fā)器和一個比值運算單元，觸發(fā)器在收到切割長度采集模塊的記長完成信號和鑄坯重量采集模塊的記重完成信號后，觸發(fā)比值運算單元計算各流的鑄坯米重，并將運算結(jié)果包括各流鑄坯的米重數(shù)據(jù)傳送到長度異常識別模塊和長度異常修正模塊。
[0013]一種鑄坯切割長度異常監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0014](I)通過切割長度采集模塊從各流定尺切割裝置中采集和記錄下各流切下鑄坯的檢測長度；
[0015](2)通過鑄坯重量采集模塊從各流鑄坯稱量裝置中采集和記錄下各流到達(dá)出坯輥道的鑄坯的檢測重量；
[0016](3)通過鑄坯米重計算模塊根據(jù)記錄下的鑄坯檢測長度和鑄坯檢測重量，自動計算出各流出坯輥道上的鑄坯米重；
[0017](4)由長度異常識別模塊根據(jù)各流鑄坯米重數(shù)據(jù)，進行綜合比較運算，識別和推斷鑄坯實際長度是否存在異常，并在識別出異常后，發(fā)出長度異常信號；
[0018](5)由長度異常修正模塊收到長度異常信號后，根據(jù)收到的鑄坯米重、檢測重量和檢測長度數(shù)據(jù)，自動計算出切割長度修正量；
[0019](6)由報警顯示模塊收到長度異常信號后，通過聲、光、畫面變化形式，向值守的操作人員發(fā)出長度異常警報，并顯示出收到的長度修正量；
[0020](7)由定尺切割裝置自動根據(jù)收到的切割長度修正量，對測長傳感器傳來的實時長度檢測值進行修正。
[0021]步驟1.中的采集和記錄鑄坯檢測長度的過程是:通過定尺切割裝置的測長傳感器實時檢測待切鑄坯長度，當(dāng)檢測長度大于等于目標(biāo)長度時，切割控制器發(fā)出切割信號，控制切割機開始切割，同時切割長度采集模塊讀取一次當(dāng)時的檢測長度，并記錄到數(shù)據(jù)寄存器中，然后切割控制器將檢測長度清零，從零開始檢測下一根待切鑄坯的長度；記錄下的鑄坯檢測長度同各流的目標(biāo)切割長度基本上是一致的。
[0022]步驟2.中的采集和記錄鑄坯檢測重量的過程是:當(dāng)鑄坯到達(dá)出坯輥道后，檢坯光電管發(fā)出信號，使鑄坯稱量裝置的液壓升降臺提升，稱重傳感器開始檢測坯重，延時一定時間后，稱重控制器發(fā)出稱重完成信號，此時鑄坯重量采集模塊讀取一次當(dāng)時的鑄坯檢測重量，并記錄到數(shù)據(jù)寄存器中，然后稱重控制器使液壓升降臺下降回到原位。
[0023]步驟3.中的鑄坯米重(Dia)的計算公式是:
[0024]Dia = ffia/Lia
[0025]其中，Wia-------鑄坯檢測重量，kg ;
[0026]Lia-------鑄還檢測長度，m ；
[0027]步驟4.中的長度異常識別是通過對各流鑄坯計算米重的異常識別和推斷來實現(xiàn)的；通過對計算出的鑄坯米重的異常識別和推斷，來達(dá)到對實際鑄坯切割長度異常識別。
[0028]步驟4.中的綜合比較運算，包括第一級比較運算；第一級比較運算是將各流檢測到的鑄坯米重同連鑄機容許米重數(shù)據(jù)區(qū)間進行比較；容許米重數(shù)據(jù)區(qū)間是在連鑄機歷史鑄坯米重數(shù)據(jù)統(tǒng)計區(qū)間的基礎(chǔ)上，加上一定的容許偏差范圍而產(chǎn)生的，可以識別和推斷出比較明顯的米重異常；第一級比較運算用于識別各流鑄坯米重異常的邏輯式如下:
[0029]Dia〈Dmin_ ε ,或者 Dia>Dmin+ ε
[0030]其中，Dmin-鑄還歷史米重統(tǒng)計波動值下限，kg/m ；
[0031]Dmax-鑄還歷史米重統(tǒng)計波動值上限，kg/m ；
[0032]ε-鑄還米重容許偏差范圍，kg/m ;
[0033]Dia-第i流的鑄還米重，kg/m
[0034]步驟4.中的綜合比較運算，還包括第二級比較運算；第二級比較運算是在第一級比較運算的基礎(chǔ)上，對各流檢測到的鑄坯米重進行流間偏差計算，獲得各流同其它流之間鑄坯米重的絕對偏差值；通過將各流同它流之間的鑄坯米重偏差值同容許的流間偏差范圍依次進行比較，來進一步識別和推斷出各流存在的米重異常；第二級比較運算用于計算流間米重偏差的算式如下:
[0035]Δ Dl-1 = I Dla-Dia I (i 表示流號，i ^ I)
[0036]Δ D2~i = |D2a_Dia| (i 表不流號，i ^ 2)
[0037]…
[0038]Δ Dn-1 = Dna-Dia (i 表不流號，i ^ η)
[0039]其中，η—連鑄機的流數(shù)；
[0040]ADl-1-第I流鑄還米重同其它各流鑄還米重的偏差絕對值，kg/m ；
[0041]Δ D2-1-第2流鑄還米重同其它各流鑄還米重的偏差絕對值，kg/m ；
[0042]Δ Dn-1-第η流鑄還米重同其它各流鑄還米重的偏差絕對值，kg/m ；
[0043]第二級比較運算用于識別各流鑄坯米重異常的邏輯式如下:
[0044]ADl_i>ADmax，或者
[0045]AD2_i>ADmax，或者
[0046]…，或者
[0047]Δ Dn-1> Δ Dmax
[0048]其中，Δ Dmax-容許的流間米重偏差量，kg/m ；
[0049]第一級比較運算是基于歷史米重數(shù)據(jù)范圍的比較運算，用于識別比較明顯的米重異常；第二級比較運算采用流間橫向比較的方式，以在任意鋼種和鑄坯截面規(guī)格下，實現(xiàn)更高精度的米重異常識別。
[0050]步驟5.中的切割長度修正量ALi的計算式如下:
[0051]Δ Li = ffia/DM-Lia
[0052]其中，Λ Li——第i流長度異常時的切割長度修正量，m ；
[0053]Wia——第i流鑄坯的檢測重量，kg ；
[0054]Lia-第i流鑄還的檢測長度，m ；
[0055]DM——參考鑄坯米重，kg/m ;是未檢出異常的各流米重的平均值。
[0056]步驟5.中的切割長度修正具有自動和手動兩種選擇方式，在選擇自動方式時，生成的長度修正量將自動傳送給定尺切割裝置，用于切割長度的自動修正；在選擇手動方式時，生成的長度修正量將僅僅傳送給報警顯示裝置，用于操作人員手動修正的參考。
[0057]步驟7.中的對定尺切割裝置測長傳感器的實時長度檢測值修正的計算公式如下:
[0058]Licomp = Liraw+Δ Li
[0059]其中，ALi——第i流長度異常時的切割長度修正量，m ；
[0060]Liraw——第i流定尺切割裝置未經(jīng)修正的測長傳感器的實時長度檢測值，m ；
[0061]Licomp——第i流定尺切割裝置經(jīng)過修正