專利名稱：用于物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于故障診斷和容錯(cuò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及提供一種用于輥底式熱處理爐物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輥底式熱處理爐爐子長(zhǎng)度較大，生產(chǎn)效率高，具有處理的鋼材質(zhì)量好、機(jī)械化、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，因此被廣泛地應(yīng)用于冶金及機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)中。物料跟 蹤系統(tǒng)是輥底式熱處理爐正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，它為輥底式熱處理爐控制系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)(溫度曲線控制系統(tǒng)、二級(jí)模型控制系統(tǒng))提供基本的物料跟蹤位置信息，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中位置跟蹤計(jì)算非常重要，其精度及穩(wěn)定性直接影響到設(shè)備的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備安全。輥底式熱處理爐多采用一個(gè)輥道一個(gè)變頻器的單對(duì)單控制方式，鋼板的裝料、出料以及鋼板在爐內(nèi)的傳送通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成，每個(gè)輥道電機(jī)軸安裝有脈沖編碼器用以反饋輥道實(shí)際速度，沿爐長(zhǎng)方向設(shè)有數(shù)個(gè)激光光柵光電設(shè)備，用來(lái)對(duì)爐內(nèi)的鋼板位置進(jìn)行校正，由于鋼板的長(zhǎng)度、鋼種不同，這就要求不同的鋼板在爐內(nèi)要以不同速度運(yùn)行，因?yàn)闋t子在正常生產(chǎn)時(shí)是密封的，而且沒(méi)有針對(duì)每塊鋼實(shí)時(shí)的檢測(cè)設(shè)備，爐內(nèi)鋼板情況只能根據(jù)物料跟蹤系統(tǒng)計(jì)算來(lái)判定，一旦物料跟蹤信息與鋼板實(shí)際位置不一致，就會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)鋼板控制混亂，只能切換到手動(dòng)控制，效率大大下降，而且由于速度差，輥道旋轉(zhuǎn)會(huì)劃傷鋼板下表面，并且對(duì)輥道表面也會(huì)有磨損，如果故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間延誤，嚴(yán)重的還可能會(huì)出現(xiàn)撞鋼事故，鋼板之間的碰撞可能會(huì)使鋼板塌頭，極端情況下會(huì)導(dǎo)致鋼板斜插進(jìn)輥縫中的重大事故。目前輥底式熱處理爐正常自動(dòng)運(yùn)行的前提是PLC設(shè)備、所有傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)故障的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，PLC控制的可靠性可以達(dá)到較高水平，隨之而來(lái)的問(wèn)題是執(zhí)行器和傳感器可靠性的不足。實(shí)際上，傳感器和執(zhí)行器的故障已成為導(dǎo)致控制系統(tǒng)失效的主要原因，據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%控制系統(tǒng)失效，起因于傳感器和執(zhí)行器故障。輥底式熱處理爐物料跟蹤系統(tǒng)中重要的傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)是光柵和變頻傳動(dòng)裝置，沒(méi)有考慮光柵設(shè)備誤信號(hào)及故障、變頻傳動(dòng)裝置信息、設(shè)備老化或性能退化等設(shè)備情況對(duì)物料跟蹤系統(tǒng)的影響，會(huì)導(dǎo)致本來(lái)不必要的爐內(nèi)鋼板控制混亂，并且混亂后沒(méi)有一個(gè)自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，只能人工手動(dòng)操作干預(yù)調(diào)整，尤其是投產(chǎn)多年的系統(tǒng)，效率及穩(wěn)定性很難長(zhǎng)時(shí)間得到保證。如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障并加以定位及處理，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)仍然能安全可靠地工作且維持一定的性能，使系統(tǒng)維持一定程度上的可靠性，是客觀生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本文的目的是提供一種用于輥底式熱處理爐物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制方法及系統(tǒng)，主要是判斷光柵設(shè)備是否有故障發(fā)生，并在故障發(fā)生的同時(shí)進(jìn)行容錯(cuò)，解決由于光柵設(shè)備故障引起的不必要的物料跟蹤信息混亂問(wèn)題以及物料跟蹤信息混亂后，只能人工調(diào)整，無(wú)后續(xù)的自動(dòng)補(bǔ)償恢復(fù)機(jī)制的問(wèn)題。本文的技術(shù)方案為一種用于物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法，其特征在于包括以下步驟
1)對(duì)所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
2)對(duì)采集的光柵實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量分析；其中光柵實(shí)時(shí)信號(hào)從物料跟蹤系統(tǒng)獲得；
3)若光柵質(zhì)量分析結(jié)果小于設(shè)定值，關(guān)閉校正開(kāi)關(guān)，隔離光柵誤信號(hào)；若光柵質(zhì)量分析結(jié)果大于或等于設(shè)定值并保持了幾個(gè)光柵采樣周期時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)校正開(kāi)關(guān)；
4)校正開(kāi)關(guān)打開(kāi)，正常校正并延遲一段時(shí)間，延遲時(shí)間內(nèi)若光柵信號(hào)一直存在，則根據(jù)光柵質(zhì)量分析結(jié)果確定延遲時(shí)間；
5)計(jì)算鋼板實(shí)際位置，用鋼板實(shí)際位置直接對(duì)物料跟蹤的位置進(jìn)行補(bǔ)償；
其中光柵質(zhì)量分析結(jié)果可通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種用于物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法，其特征在于包括以下步驟 1)對(duì)所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 2)對(duì)采集的光柵實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量分析；其中光柵實(shí)時(shí)信號(hào)從物料跟蹤系統(tǒng)獲得； 3)若光柵質(zhì)量分析結(jié)果小于設(shè)定值，關(guān)閉校正開(kāi)關(guān)，隔離光柵誤信號(hào)；若光柵質(zhì)量分析結(jié)果大于或等于設(shè)定值并保持了幾個(gè)光柵采樣周期吋，自動(dòng)打開(kāi)校正開(kāi)關(guān)； 4)校正開(kāi)關(guān)打開(kāi)，正常校正并延遲一段時(shí)間，延遲時(shí)間內(nèi)若光柵信號(hào)一直存在，則根據(jù)光柵質(zhì)量分析結(jié)果確定延遲時(shí)間； 5)計(jì)算鋼板實(shí)際位置，用鋼板實(shí)際位置直接對(duì)物料跟蹤的位置進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用干物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法，其特征在干還包括步驟4)，根據(jù)需要優(yōu)化需設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)，并根據(jù)需要對(duì)物料跟蹤的位置進(jìn)行人工直接調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用干物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法，其特征在于在步驟2)中，所述光柵質(zhì)量分析結(jié)果Hg通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用干物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法，其特征在于在步驟5)中，鋼板實(shí)際位置通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算
5.一種用于物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于包括參數(shù)設(shè)置模塊，用于對(duì)系統(tǒng)所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 光柵質(zhì)量分析模塊，用于對(duì)采集的光柵實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量分析； 校正開(kāi)關(guān)模塊，用于控制光柵信號(hào)接收，若光柵質(zhì)量分析結(jié)果小于設(shè)定值，關(guān)閉校正開(kāi)關(guān)，隔離光柵誤信號(hào)，若光柵質(zhì)量分析結(jié)果大于或等于設(shè)定值并保持了幾個(gè)光柵采樣周期吋，自動(dòng)打開(kāi)校正開(kāi)關(guān)； 延遲校正模塊，用于當(dāng)延遲時(shí)間內(nèi)光柵信號(hào)一直存在時(shí)，根據(jù)光柵質(zhì)量分析結(jié)果確定延遲時(shí)間； 補(bǔ)償模塊，用于計(jì)算鋼板實(shí)際位置，將鋼板實(shí)際位置對(duì)物料跟蹤的位置進(jìn)行直接補(bǔ)償；如權(quán)利要求5所述的用干物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括人機(jī)交互模塊，用于顯示故障診斷結(jié)果，根據(jù)專家意見(jiàn)優(yōu)化需設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)，并根據(jù)需要對(duì)物料跟蹤的位置進(jìn)行人工直接調(diào)整 。
全文摘要
一種用于物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法及系統(tǒng)，該控制方法通過(guò)對(duì)采集的光柵實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量分析，減少因光柵誤信號(hào)導(dǎo)致的爐內(nèi)物料跟蹤混亂問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)物料跟蹤系統(tǒng)的故障診斷，對(duì)實(shí)際鋼板位置直接補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)物料跟蹤系統(tǒng)的容錯(cuò)控制；故障診斷結(jié)果可以在人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示，緊急情況下可以越過(guò)所有環(huán)節(jié)直接對(duì)物料跟蹤位置人工修改。本發(fā)明還對(duì)應(yīng)提供了一種系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)該方法。本發(fā)明解決了由于光柵設(shè)備故障引起的不必要的物料跟蹤信息混亂問(wèn)題以及物料跟蹤信息混亂后，只能人工調(diào)整無(wú)后續(xù)的自動(dòng)補(bǔ)償恢復(fù)機(jī)制的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F27B9/40GK102679725SQ201210165939
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者盧家斌, 李傳濤, 李四川, 李海東, 王勝勇, 祝威, 趙德力 申請(qǐng)人:中冶南方(武漢)自動(dòng)化有限公司