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用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法及控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5511622閱讀:170來源:國知局
用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法和控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)包括:信號處理模塊,用于接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器;控制器,用于接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則通過向所述電磁閥發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥;否則根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,此時所述信號處理模塊還用于對所述控制信號進(jìn)行限幅,所述控制器還用于將經(jīng)限幅的控制信號發(fā)送到所述比例閥。本發(fā)明還公開了采用上述控制系統(tǒng)控制步進(jìn)梁的方法,本發(fā)明的方法和系統(tǒng)能夠在用于檢測活塞的位置傳感器出現(xiàn)故障時保障系統(tǒng)安全。
【專利說明】用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法及控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域,尤其涉及一種用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法及控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在冶金工業(yè)的生產(chǎn)中,通常使用加熱爐對板坯進(jìn)行加熱,加熱爐中設(shè)置有用于在加熱爐中運(yùn)送板坯的步進(jìn)梁,由水平液壓缸和垂直液壓缸來分別使步進(jìn)梁進(jìn)行平移運(yùn)動和升降運(yùn)動。水平液壓缸和垂直液壓缸中均設(shè)置有用于驅(qū)動步進(jìn)梁的活塞,活塞由通過與液壓缸連接的油路供應(yīng)的液體來驅(qū)動,油路上設(shè)置電磁閥可以控制油路的打開和關(guān)閉以及液體的流動方向,從而使步進(jìn)梁能夠前進(jìn)和后退,還通過比例閥來控制油路中液體流量,從而使步進(jìn)梁進(jìn)行加速、勻速或減速運(yùn)動。
[0003]在實際生產(chǎn)中,可以使用控制器接收安裝在液壓缸上用于檢測活塞的位置的位置傳感器的位置信號,根據(jù)位置信號來控制電磁閥的打開、關(guān)閉和開通方向以及比例閥的開度。然而,當(dāng)位置傳感器出現(xiàn)故障時,控制器則不能準(zhǔn)確地獲得活塞的位置從而引發(fā)事故。例如,如果活塞超過最大行程后繼續(xù)運(yùn)動,則會對液壓缸和油路造成損害,影響液壓缸的壽命,還可能使步進(jìn)梁與周圍設(shè)備(例如,水封槽)碰撞造成步進(jìn)梁和周圍設(shè)備的損壞。此外,位置傳感器出現(xiàn)故障時也不會報警,這對故障的排查和設(shè)備的維修造成困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是如何在用于檢測活塞的位置的位置傳感器出現(xiàn)故障時保障系統(tǒng)安全。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法,所述步進(jìn)梁由液壓缸的活塞驅(qū)動,與所述液壓缸連接的油路上設(shè)置有用于打開和關(guān)閉所述油路的電磁閥和用于控制所述油路中液體流量的比例閥,所述液壓缸上設(shè)置有用于檢測所述活塞的位置的位置傳感器,所述方法包括如下步驟:
[0006]步驟101,信號處理模塊接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器;
[0007]步驟102,所述控制器接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則執(zhí)行步驟103,否則執(zhí)行步驟104 ;
[0008]步驟103,所述控制器通過向所述電磁閥發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥;
[0009]步驟104,所述控制器根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,并且在將所述控制信號通過所述信號處理模塊進(jìn)行限幅后發(fā)送到所述比例閥。
[0010]優(yōu)選地,所述控制器包括用于判斷所述經(jīng)限幅的位置信號是否等于設(shè)定的正常值的比較器,所述控制器根據(jù)所述比較器的判斷結(jié)果判斷所述位置傳感器是否異常:如果判斷結(jié)果為相等,則所述位置傳感器為正常,否則所述位置傳感器為異常。
[0011]優(yōu)選地,步驟101還包括:
[0012]在將所述經(jīng)限幅的位置信號傳輸?shù)剿隹刂破髦埃ㄟ^運(yùn)算器將所述經(jīng)限幅的信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制或者十六進(jìn)制的位置信號。
[0013]優(yōu)選地,所述設(shè)定的正常值為十進(jìn)制的128或十六進(jìn)制的80。
[0014]優(yōu)選地,步驟103還包括所述控制器向與所述控制器通信連接的上位機(jī)發(fā)送用于報告所述位置傳感器出現(xiàn)異常的報警信號。
[0015]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明還提供了一種用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的控制系統(tǒng),所述步進(jìn)梁由液壓缸的活塞驅(qū)動,與所述液壓缸連接的油路上設(shè)置有用于打開和關(guān)閉所述油路的電磁閥和用于控制所述油路中液體流量的比例閥,所述液壓缸上設(shè)置有用于檢測所述活塞的位置的位置傳感器,所述系統(tǒng)包括:
[0016]信號處理模塊,用于接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器;
[0017]控制器,用于接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則通過向所述電磁閥發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥;否則根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,此時所述信號處理模塊還用于對所述控制信號進(jìn)行限幅,所述控制器還用于將經(jīng)限幅的控制信號發(fā)送到所述比例閥。
[0018]優(yōu)選地,還包括:比較器,用于判斷所述經(jīng)限幅的位置信號是否等于設(shè)定的正常值;所述控制器根據(jù)所述比較器的判斷結(jié)果判斷所述位置傳感器是否異常:如果判斷結(jié)果為相等,則所述位置傳感器為正常,否則所述位置傳感器為異常。
[0019]優(yōu)選地,還包括:運(yùn)算器,用于將所述經(jīng)限幅的信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制或者十六進(jìn)制的位置信號。
[0020]優(yōu)選地,所述設(shè)定的正常值為十進(jìn)制的128或十六進(jìn)制的80。
[0021]優(yōu)選地,還包括與所述控制器通信連接的上位機(jī),所述控制器還用于向所述上位機(jī)發(fā)送用于報告所述位置傳感器出現(xiàn)異常的報警信號。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于,所述方法和系統(tǒng)在用于檢測活塞的位置的位置傳感器出現(xiàn)故障時能夠停止向步進(jìn)梁提供動力,保證液壓缸、步進(jìn)梁以及周圍設(shè)備的安全,降低維護(hù)成本,并且由于減少了由位置傳感器故障引起的事故,所以促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法的流程圖;
[0024]圖2是本發(fā)明實施例的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述,但不作為對本發(fā)明的限定。
[0026]圖1是本發(fā)明實施例的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法的流程圖,如圖1所示,所述步進(jìn)梁由液壓缸的活塞驅(qū)動,與所述液壓缸連接的油路上設(shè)置有用于打開和關(guān)閉所述油路的電磁閥和用于控制所述油路中液體流量的比例閥,所述液壓缸上設(shè)置有用于檢測所述活塞的位置的位置傳感器,所述方法包括如下步驟:
[0027]步驟101,信號處理模塊接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器;
[0028]其中,在將所述經(jīng)限幅的位置信號傳輸?shù)剿隹刂破髦?,還可以通過運(yùn)算器將所述經(jīng)限幅的信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制或者十六進(jìn)制的位置信號;
[0029]步驟102,所述控制器接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則執(zhí)行步驟103,否則執(zhí)行步驟104
[0030]其中,所述控制器包括用于判斷所述經(jīng)限幅的位置信號是否等于設(shè)定的正常值的比較器,所述控制器根據(jù)所述比較器的判斷結(jié)果判斷所述位置傳感器是否異常,如果判斷結(jié)果為相等,則所述位置傳感器為正常,否則所述位置傳感器為異常,所述設(shè)定的正常值為十進(jìn)制的128或十六進(jìn)制的80;
[0031]步驟103,所述控制器通過向所述電磁閥發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥;
[0032]其中,所述控制器還可以向與所述控制器通信連接的上位機(jī)發(fā)送用于報告所述位置傳感器出現(xiàn)異常的報警信號。
[0033]步驟104,所述控制器根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,并且在將所述控制信號通過所述信號處理模塊進(jìn)行限幅后發(fā)送到所述比例閥。
[0034]通過本實施例提供的方法,可以通過控制器判斷出位置傳感器的故障,并且可以在判斷出位置傳感器故障時通過關(guān)閉電磁閥來停止向活塞輸送動力,從而可以停止向步進(jìn)梁輸送動力以防止步進(jìn)梁與周圍設(shè)備發(fā)生碰撞。
[0035]圖2是本發(fā)明實施例的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,如圖2所示,本實施例提供的系統(tǒng)可以包括:
[0036]信號處理模塊201,與位置傳感器202連接用于接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器;
[0037]控制器203,用于接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則通過向電磁閥204發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥;否則根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,此時所述信號處理模塊還用于對所述控制信號進(jìn)行限幅,所述控制器還用于將經(jīng)限幅的控制信號發(fā)送到比例閥205。
[0038]在優(yōu)選的實施例中,所述系統(tǒng)還可以包括:比較器(圖中未示出),用于判斷所述經(jīng)限幅的位置信號是否等于設(shè)定的正常值;所述控制器根據(jù)所述比較器的判斷結(jié)果判斷所述位置傳感器是否異常包括:如果判斷結(jié)果為相等,則所述位置傳感器為正常,否則所述位置傳感器為異常。
[0039]在另一優(yōu)選的實施例中,所述控制系統(tǒng)還可以包括:運(yùn)算器(圖中未示出),設(shè)置在位置傳感器202和信號處理模塊之間201用于將所述經(jīng)限幅的信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制或者十六進(jìn)制的位置信號。
[0040]在另一優(yōu)選的實施例中,所述控制系統(tǒng)還可以包括與所述控制器通信連接的上位機(jī)206,所述控制器還用于向所述上位機(jī)發(fā)送用于報告所述位置傳感器出現(xiàn)異常的報警信號。
[0041]其中,所述設(shè)定的正常值為十進(jìn)制的128或十六進(jìn)制的80。
[0042]可以采用西門子S7-400控制器(PLC)來實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案,所述控制器采用的CPU型號為CPU416-3DP,上述CPU通過通訊模塊CP443的PROFIBUS DP接口(工業(yè)以太網(wǎng)接口)與其他設(shè)備或模塊通信,上述系統(tǒng)通過西門子ET200M (遠(yuǎn)程輸入輸出采集系統(tǒng))與遠(yuǎn)程的上位機(jī)WinCC V6.0通信,信號處理模塊采用SM331和SM332型模擬量信號處理模塊以分別進(jìn)行模擬量的輸入和輸出,所述運(yùn)算器包括MUL模塊(乘法模塊)、BY-W模塊(字節(jié)與字間數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊)、W-1模塊(字與整數(shù)間數(shù)據(jù)類型裝換模塊),比例閥采用德國力士樂公司(Rexroth)的型號為4WRZ25W6-200-7X/6EG24N9EX4/D3M的閥門,平移位置傳感器采用美國MTS公司的型號為LHMR002M7001A0的傳感器。
[0043]上述系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試后并投入運(yùn)行后可以完全避免位置傳感器異常時步進(jìn)梁運(yùn)動失控而撞擊水封槽等設(shè)備的問題,降低了系統(tǒng)維護(hù)成本,并促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。
[0044]以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例,不用于限制本發(fā)明,本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi),對本發(fā)明做出各種修改或等同替換,這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法,所述步進(jìn)梁由液壓缸的活塞驅(qū)動,與所述液壓缸連接的油路上設(shè)置有用于打開和關(guān)閉所述油路的電磁閥和用于控制所述油路中液體流量的比例閥,所述液壓缸上設(shè)置有用于檢測所述活塞的位置的位置傳感器,其特征在于,所述方法包括如下步驟: 步驟101,信號處理模塊接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器; 步驟102,所述控制器接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則執(zhí)行步驟103,否則執(zhí)行步驟104 ; 步驟103,所述控制器通過向所述電磁閥發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥; 步驟104,所述控制器根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,并且在將所述控制信號通過所述信號處理模塊進(jìn)行限幅后發(fā)送到所述比例閥。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法,其特征在于,所述控制器包括用于判斷所述經(jīng)限幅的位置信號是否等于設(shè)定的正常值的比較器,所述控制器根據(jù)所述比較器的判斷結(jié)果判斷所述位置傳感器是否異常:如果判斷結(jié)果為相等,則所述位置傳感器為正常,否則所述位置傳感器為異常。
3.根據(jù)權(quán)利要I所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法,其特征在于,步驟101還包括: 在將所述經(jīng)限幅的位置信號傳輸?shù)剿隹刂破髦?,通過運(yùn)算器將所述經(jīng)限幅的信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制或者十六進(jìn)制的位置信號。
4.根據(jù)權(quán)利要2所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法,其特征在于,所述設(shè)定的正常值為十進(jìn)制的128或十六進(jìn)制的80。
5.根據(jù)權(quán)利要I所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的方法,其特征在于,步驟103還包括所述控制器向與所述控制器通信連接的上位機(jī)發(fā)送用于報告所述位置傳感器出現(xiàn)異常的報警信號。
6.一種用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的控制系統(tǒng),所述步進(jìn)梁由液壓缸的活塞驅(qū)動,與所述液壓缸連接的油路上設(shè)置有用于打開和關(guān)閉所述油路的電磁閥和用于控制所述油路中液體流量的比例閥,所述液壓缸上設(shè)置有用于檢測所述活塞的位置的位置傳感器,其特征在于,所述系統(tǒng)包括: 信號處理模塊,用于接收所述位置傳感器的位置信號,對所述位置信號進(jìn)行限幅,并且將經(jīng)限幅的位置信號發(fā)送到控制器; 控制器,用于接收所述經(jīng)限幅的位置信號,并且判斷所述位置傳感器是否異常,如果異常則通過向所述電磁閥發(fā)送信號來關(guān)閉所述電磁閥;否則根據(jù)所述經(jīng)限幅的位置信號生成用于控制所述比例閥的開度的控制信號,此時所述信號處理模塊還用于對所述控制信號進(jìn)行限幅,所述控制器還用于將經(jīng)限幅的控制信號發(fā)送到所述比例閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的控制系統(tǒng),其特征在于,還包括:比較器,用于判斷所述經(jīng)限幅的位置信號是否等于設(shè)定的正常值;所述控制器根據(jù)所述比較器的判斷結(jié)果判斷所述位置傳感器是否異常:如果判斷結(jié)果為相等,則所述位置傳感器為正常,否則所述位置傳感器為異常。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的系統(tǒng),其特征在于,還包括:運(yùn)算器,用于將所述經(jīng)限幅的信號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制或者十六進(jìn)制的位置信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的控制系統(tǒng),其特征在于,所述設(shè)定的正常值為十進(jìn)制的128或十六進(jìn)制的80。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制加熱爐的步進(jìn)梁的控制系統(tǒng),其特征在于,還包括與所述控制器通信連接的上位機(jī),所述控制器還用于向所述上位機(jī)發(fā)送用于報告所述位置傳感器出現(xiàn)異常的報警信號。
【文檔編號】F15B21/02GK104514773SQ201310461051
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】王紅, 沈大良 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司
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