CN111515259B - 防干扰冷却***及防干扰冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防干扰冷却***及防干扰冷却控制方法，该***和方法中利用上一工序的完成进度及各位置检测器的测量结果控制相应的吹扫风机逐步开启和关闭，利用各吹扫风机吹散相应位置检测器附近的雾气，不仅能防止冷却过程中位置检测器被干扰，且降低了冷却过程的能耗，提高吹扫风机使用寿命。

Description

防干扰冷却***及防干扰冷却控制方法

技术领域

本发明涉及冶金领域中冷却过程的控制，尤其涉及一种防干扰冷却***及防干扰冷却控制方法。

背景技术

钢板轧制生产过程中，常常在一道轧制工序后进行冷却。例如：钢板在一轧制工序完成后，通过辊道被送入冷却装置对应的冷却区后再被送出，在途径该冷却区域的过程中利用水冷实现加速冷却。

现有冷却***包括冷却装置、辊道及位置检测器，这些位置检测器通常设置在冷却区的首尾附近，用来判断被轧制的工件是否到达或离开相应的位置，以根据检测结果来控制冷却装置的阀门的开闭、辊道的启停，但是由于水冷的方式很容易产生雾气，导致现场的检测信号常常会受到雾气的干扰，容易出现辊道提前停转、冷却水提前关闭的现象，极易造成钢板表面局部冷却不均，严重影响钢板性能和表面质量。为了防止位置检测器被雾气干扰，目前解决方案是：在位置检测器附近配置吹扫风机，保持吹扫风机长期处于工作状态，使位置检测器附近的雾气尽可能的少。但这种方式，吹扫风机长期处于工作状态，能耗高，很容易损坏。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种防干扰冷却***及防干扰冷却控制方法，以防止冷却过程中位置检测器被干扰，降低冷却过程的能耗，提高吹扫风机使用寿命。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种防干扰冷却***，其包括冷却装置、辊道，所述辊道途径所述冷却装置对应的冷却区，所述防干扰冷却***还包括：

第一位置检测器，其用于探测工件是否经过所述第一位置，所述第一位置位于冷却区入口附近；

第二位置检测器，其用于探测工件是否经过所述第二位置，所述第二位置相较所述第一位置更临近冷却区入口；

第三位置检测器，其用于探测工件是否经过所述第三位置，所述第三位置位于冷却区的出口附近；

第一吹扫风机，其用于吹散第一位置附近的雾气；

第二吹扫风机，其用于吹散第二位置附近的雾气；

第三吹扫风机，其用于吹散第三位置附近的雾气；

处理器，所述处理器具有用于接收上一工序完成与否的信息的信息接口，且所述处理器分别与所述第一位置检测器、第二位置检测器、第三位置检测器、第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、辊道的驱动装置和冷却装置各阀门连接；

所述处理器被配置为：

在上一工序完成时，控制第一吹扫风机的驱动装置和辊道的驱动装置启动；

将第二吹扫风机的启动时间控制在：上一工序完成时，或第一位置检测器开始探测到工件时；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，对冷却装置的阀组进行预备设定；

当第二位置检测器探测到工件开始经过第二位置时，控制所述冷却装置的相应阀组开启，并控制所述第三吹扫风机开启；

当第三位置检测器探测到工件的尾端离开第三位置时，控制所述第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、所述冷却装置的各阀门和所述辊道的驱动装置均关停。

可选的，所述防干扰冷却***还包括编码器，其安装在与所述第一位置检测器位置对应的所述辊道的辊子上，所述处理器被配置为：根据所述编码器的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性。

可选的，所述第二位置与所述第一位置的距离为M，所述第三位置与所述第一位置的距离为N，所述第二位置与冷却区入口的距离为X，所述第三位置与所述冷却区出口的距离为 Y，所述处理器被配置为：

以第一位置作为工件前端和工件末端的行程的零点坐标；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件前端初始编码数据；

当第一位置检测器探测到工件开始离开第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件尾端初始编码数据；

根据编码器的当前编码数据和工件前端初始编码数据，计算工件前端的当前行程，当工件前端的当前行程大于M－c，且小于M+c时，所述第二位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果，其中，c为常数；

根据编码器的当前编码数据和工件尾端初始编码数据，计算工件尾端的当前行程，当工件尾端的当前行程大于N－n，且小于N+n时，所述第三位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果。

可选的，所述第一位置检测器距冷却区入口5.8～6.8米；

所述第二位置检测器距冷却区入口0.8～1.3米，M的取值为5.0米，c的取值为1米；

所述第三位置检测器距冷却区出口1.0～2.2米，N的取值为35.0米。

可选的，各位置检测器设置在辊道旁，且位于辊道旁远离辊道的驱动装置的一侧。

相应的，本发明还提供一种防干扰冷却控制方法，包括：

当上一工序完成时，控制第一吹扫风机的驱动装置和辊道的驱动装置启动；

将第二吹扫风机的启动时间控制在：上一工序完成时或第一位置检测器开始探测到工件时；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，对冷却装置的阀组进行预备设定；

当第二位置检测器探测到工件开始经过第二位置时，控制所述冷却装置的相应阀组开启，并控制所述第三吹扫风机开启；

当第三位置检测器探测到工件的尾端离开第三位置时，控制所述第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、所述冷却装置的各阀门和所述辊道的驱动装置均关停。

可选的，防干扰冷却控制方法还包括根据编码器的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性。

可选的，根据编码器的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性的方法包括：

以第一位置作为工件前端和工件末端的行程的零点坐标；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件前端初始编码数据；

当第一位置检测器探测到工件开始离开第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件尾端初始编码数据；

根据编码器的当前编码数据和工件前端初始编码数据，计算工件前端的当前行程，当工件前端的当前行程大于M－c，且小于M+c时，所述第二位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果；

根据编码器的当前编码数据和工件尾端初始编码数据，计算工件尾端的当前行程，当工件尾端的当前行程大于N－c，且小于N+c时，所述第三位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果；

其中，所述第二位置与所述第一位置的距离为M，所述第三位置与所述第一位置的距离为N，所述第二位置与冷却区入口的距离为X，所述第三位置与冷却区出口的距离为Y，c为常数。

本发明的防干扰冷却***及防干扰冷却控制方法，利用上一工序的完成进度及各位置检测器的测量结果控制相应的吹扫风机逐步开启和关闭，利用各吹扫风机吹散相应位置检测器附近的雾气，不仅能防止冷却过程中位置检测器被干扰，且降低了冷却过程的能耗，提高吹扫风机使用寿命。

附图说明

图1显示为本发明的防干扰冷却***的结构原理图。

实施例中附图标记说明：

第一位置检测器1、第二位置检测器2、第三位置检测器3、第一吹扫风机4、第二吹扫风机5、第三吹扫风机6、辊道7、辊子701、冷却装置8、冷却区801、冷却区入口801a、冷却区出口801b、阀门802、处理器9、编码器10。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，自始至终相同附图标记表示相同的组件。

下述各实施例中工件以钢板为例，实际实施过程中，工件也可以是长度足够长的其他钢制件。

参见图1，本发明的防干扰冷却***，包括冷却装置8、辊道7，辊道7途径所述冷却装置8对应的冷却区801，所述防干扰冷却***还包括：

第一位置检测器1，其用于探测工件是否经过所述第一位置，所述第一位置位于冷却区入口801a附近；

第二位置检测器2，其用于探测工件是否经过所述第二位置，所述第二位置相较所述第一位置更临近冷却区入口801a；

第三位置检测器3，其用于探测工件是否经过所述第三位置，所述第三位置位于冷却区 801的出口附近；

第一吹扫风机4，其用于吹散第一位置附近的雾气；

第二吹扫风机5，其用于吹散第二位置附近的雾气；

第三吹扫风机6，其用于吹散第三位置附近的雾气；

处理器9，所述处理器9具有用于接收上一工序完成与否的信息的信息接口，且所述处理器9分别与所述第一位置检测器1、第二位置检测器2、第三位置检测器3、第一吹扫风机4 的驱动装置、第二吹扫风机5的驱动装置、第三吹扫风机6的驱动装置、辊道7的驱动装置和冷却装置8各阀门802连接；

所述处理器9被配置为：

在上一工序完成时，控制第一吹扫风机4的驱动装置、第二吹扫风机5的驱动装置和辊道7的驱动装置启动；

当第一位置检测器1探测到工件开始经过第一位置时，对冷却装置8的阀组进行预备设定；

当第二位置检测器2探测到工件开始经过第二位置时，控制所述冷却装置8的相应阀组开启，并控制所述第三吹扫风机6开启；

当第三位置检测器3探测到工件的尾端离开第三位置时，控制所述第一吹扫风机4的驱动装置、第二吹扫风机5的驱动装置、第三吹扫风机6的驱动装置、所述冷却装置8的各阀门802和所述辊道7的驱动装置均关停。

这种防干扰冷却***，上一工序的完成时，就开启第一吹扫风机4，而此时冷却装置8的阀门802尚未打开，冷却水尚未被喷出，各位置检测器附近的雾气较小，第一吹扫风机4、第二吹扫风机5相应吹散第一位置和第二位置周围雾气的效果更好，大大减少了水雾对位置检测的的干扰有利于使得检测结果更可靠，且各吹扫风机无需时刻不停歇运转，降低了冷却过程的所需能耗，提高了吹扫风机使用寿命。另外，本发明中，冷却区入口801a前设置了第一位置检测器1和第二位置检测器2两个检测器，第二位置检测器2更接近冷却区入口801a，能够使得钢板在很接近冷却区入口801a时才启动，既能使钢板各处均匀的冷却，又有利于减少雾气，节约能耗。

在实际实施过程中，第二吹扫风机5的启动时间也可以在第一位置检测器1开始探测到工件时，也就是所第一吹扫风机4和第二吹扫风机5可以通过共用的控制线路同步启动，也可以单独配置控制线路实现第一吹扫风机4和第二吹扫风机5分步启动。

在实际实施过程中，第一吹扫风机4的驱动装置、第二吹扫风机5的驱动装置、第三吹扫风机6的驱动装置、辊道7的驱动装置通常都包含电机，处理器9通常通过和电机的控制电路连接实现电机的启停，一些驱动装置中还包含变频器、接触器等。

在实际实施过程中，该处理器9可以为可编程逻辑控制器(PLC)。

在实际实施过程中，冷却装置8的阀门802为控制阀，具体的，可以采用气动隔膜阀等。

在一些实施例中，各位置检测器设置在辊道7旁，且位于辊道7旁远离辊道的驱动装置的一侧。

在一些实施例中，所述防干扰冷却***还包括编码器10，其安装在与所述第一位置检测器1位置对应的所述辊道7的辊子701上，所述处理器9被配置为：根据所述编码器10的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性，从而提高检测结果的精确性。

在一些实施例中，所述第二位置与所述第一位置的距离为M，所述第三位置与所述第一位置的距离为N，所述第二位置与冷却区入口801a的距离为X，所述第三位置与所述冷却区出口801b的距离为Y，所述处理器9被配置为：

以第一位置作为工件前端和工件末端的行程的零点坐标；

当第一位置检测器1探测到工件开始经过第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器 10数据作为工件前端初始编码数据；

当第一位置检测器1探测到工件开始离开第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器 10数据作为工件尾端初始编码数据；

根据编码器10的当前编码数据和工件前端初始编码数据，计算工件前端的当前行程，当工件前端的当前行程大于M－c，且小于M+c时，所述第二位置检测器2的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果，其中，c为常数；

根据编码器10的当前编码数据和工件尾端初始编码数据，计算工件尾端的当前行程，当工件尾端的当前行程大于N－c，且小于N+c时，所述第三位置检测器3的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果。

在实际实施过程中，控制器通过编码器10的角位移和半径来计算钢板相应位置的位移。

此时，第二位置检测器2和第三位置检测器3均离冷却区801较近，相较第一位置检测器1更容易收到雾气干扰，这种方式中，对钢板的前端和尾端进行实时跟踪，并根据跟踪位置判断第二位置检测器2和第三位置检测器3的检测信号是否有效，有利于降低检测信号发生错误的几率，提高整个冷却***的稳定性和可靠性。

具体的，在一些实施例中，所述第一位置检测器1距冷却区入口801a5.8～6.8米；所述第二位置检测器2距冷却区入口801a0.8～1.3米，M的取值为5.0米，c的取值为1米；所述第三位置检测器3距冷却区出口801b1.0～2.2米，N的取值为35.0米。

也就是，当根据编码器10数据监测到钢板的前端的行程在4～6m时，第二位置检测器2 监测到的结果才是有效结果，当根据编码器10监测到钢板尾端的行程在34～36m时，第三位置检测器3监测的结果才是有效结果。

相应的，本发明还提供一种防干扰冷却控制方法，包括：

当上一工序完成时，控制第一吹扫风机4的驱动装置和辊道7的驱动装置启动；

将第二吹扫风机5的启动时间控制在：上一工序完成时或完成后，且在第一位置检测器1 开始检测到工件前或开始探测到工件时；

当第一位置检测器1探测到工件开始经过第一位置时，对冷却装置8的阀组进行预备设定；

当第二位置检测器2探测到工件开始经过第二位置时，控制所述冷却装置8的相应阀组开启，并控制所述第三吹扫风机6开启；

当第三位置检测器3探测到工件的尾端离开第三位置时，控制所述第一吹扫风机4的驱动装置、第二吹扫风机5的驱动装置、第三吹扫风机6的驱动装置、所述冷却装置8的各阀门802和所述辊道7的驱动装置均关停。

在一些实施例中，防干扰冷却控制方法还包括根据编码器10的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性。

在一些实施例中，根据编码器10的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性的方法包括：

以第一位置作为工件前端和工件末端的行程的零点坐标；

当第一位置检测器1探测到工件开始经过第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器 10数据作为工件前端初始编码数据；

当第一位置检测器1探测到工件开始离开第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器 10数据作为工件尾端初始编码数据；

根据编码器10的当前编码数据和工件前端初始编码数据，计算工件前端的当前行程，当工件前端的当前行程大于M－c，且小于M+c时，所述第二位置检测器2的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果；

根据编码器10的当前编码数据和工件尾端初始编码数据，计算工件尾端的当前行程，当工件尾端的当前行程大于N－c，且小于N+c时，所述第三位置检测器3的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果；

其中，所述第二位置与所述第一位置的距离为M，所述第三位置与所述第一位置的距离为N，所述第二位置与冷却区入口801a的距离为X，所述第三位置与冷却区出口801b的距离为Y，c为常数。

在本发明描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

本发明的描述中，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或组的存在或添加。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种防干扰冷却***，其包括冷却装置、辊道，所述辊道途径所述冷却装置对应的冷却区，其特征在于，还包括：

第一位置检测器，其用于探测工件是否经过第一位置，所述第一位置位于冷却区入口附近；

第二位置检测器，其用于探测工件是否经过第二位置，所述第二位置相较所述第一位置更临近冷却区入口；

第三位置检测器，其用于探测工件是否经过第三位置，所述第三位置位于冷却区的出口附近；

第一吹扫风机，其用于吹散第一位置附近的雾气；

第二吹扫风机，其用于吹散第二位置附近的雾气；

第三吹扫风机，其用于吹散第三位置附近的雾气；

处理器，所述处理器具有用于接收上一工序完成与否的信息接口，且所述处理器分别与所述第一位置检测器、第二位置检测器、第三位置检测器、第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、辊道的驱动装置和冷却装置各阀门连接；

所述处理器被配置为：

在上一工序完成时，控制第一吹扫风机的驱动装置和辊道的驱动装置启动；

将第二吹扫风机的启动时间控制在：上一工序完成时或第一位置检测器开始探测到工件时；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，对冷却装置的阀组进行预备设定；

当第二位置检测器探测到工件开始经过第二位置时，控制所述冷却装置的相应阀组开启，并控制所述第三吹扫风机开启；

当第三位置检测器探测到工件的尾端离开第三位置时，控制所述第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、所述冷却装置的各阀门和所述辊道的驱动装置均关停。

2.根据权利要求1所述的防干扰冷却***，其特征在于：还包括编码器，其安装在与所述第一位置检测器位置对应的所述辊道的辊子上，所述处理器被配置为：根据所述编码器的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性。

3.根据权利要求2所述的防干扰冷却***，其特征在于：所述第二位置与所述第一位置的距离为M，所述第三位置与所述第一位置的距离为N，所述第二位置与冷却区入口的距离为X，所述第三位置与所述冷却区出口的距离为Y，所述处理器被配置为：

以第一位置作为工件前端和工件末端的行程的零点坐标；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件前端初始编码数据；

当第一位置检测器探测到工件开始离开第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件尾端初始编码数据；

根据编码器的当前编码数据和工件前端初始编码数据，计算工件前端的当前行程，当工件前端的当前行程大于M－c，且小于M+c时，所述第二位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果，其中，c为常数；

根据编码器的当前编码数据和工件尾端初始编码数据，计算工件尾端的当前行程，当工件尾端的当前行程大于N－c，且小于N+c时，所述第三位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果。

4.根据权利要求3所述的防干扰冷却***，其特征在于：

所述第一位置检测器距冷却区入口5.8～6.8米；

所述第二位置检测器距冷却区入口0.8～1.3米，M的取值为5.0米，c的取值为1米；

所述第三位置检测器距冷却区出口1.0～2.2米，N的取值为35.0米。

5.根据权利要求1所述的防干扰冷却***，其特征在于：各位置检测器设置在辊道旁，且位于辊道旁远离辊道的驱动装置的一侧。

6.一种防干扰冷却控制方法，其特征在于，其用于防干扰冷却***，防干扰冷却***包括：

冷却装置；

辊道，所述辊道途径所述冷却装置对应的冷却区；

第一位置检测器，其用于探测工件是否经过第一位置，所述第一位置位于冷却区入口附近；

第二位置检测器，其用于探测工件是否经过第二位置，所述第二位置相较所述第一位置更临近冷却区入口；

第三位置检测器，其用于探测工件是否经过第三位置，所述第三位置位于冷却区的出口附近；

第一吹扫风机，其用于吹散第一位置附近的雾气；

第二吹扫风机，其用于吹散第二位置附近的雾气；

第三吹扫风机，其用于吹散第三位置附近的雾气；

处理器，所述处理器具有用于接收上一工序完成与否的信息接口，且所述处理器分别与所述第一位置检测器、第二位置检测器、第三位置检测器、第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、辊道的驱动装置和冷却装置各阀门连接；

所述的防干扰冷却控制方法包括：

当上一工序完成时，控制第一吹扫风机的驱动装置和辊道的驱动装置启动；

将第二吹扫风机的启动时间控制在：上一工序完成时或第一位置检测器开始探测到工件时；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，对冷却装置的阀组进行预备设定；

当第二位置检测器探测到工件开始经过第二位置时，控制所述冷却装置的相应阀组开启，并控制所述第三吹扫风机开启；

当第三位置检测器探测到工件的尾端离开第三位置时，控制所述第一吹扫风机的驱动装置、第二吹扫风机的驱动装置、第三吹扫风机的驱动装置、所述冷却装置的各阀门和所述辊道的驱动装置均关停。

7.根据权利要求6所述的防干扰冷却控制方法，其特征在于：还包括根据编码器的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性。

8.根据权利要求7所述的防干扰冷却控制方法，其特征在于：根据编码器的数据判断各位置检测器的检测结果的有效性的方法包括：

以第一位置作为工件前端和工件末端的行程的零点坐标；

当第一位置检测器探测到工件开始经过第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件前端初始编码数据；

当第一位置检测器探测到工件开始离开第一位置时，获取与零点坐标相对应的编码器数据作为工件尾端初始编码数据；

根据编码器的当前编码数据和工件前端初始编码数据，计算工件前端的当前行程，当工件前端的当前行程大于M－c，且小于M+c时，所述第二位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果；

根据编码器的当前编码数据和工件尾端初始编码数据，计算工件尾端的当前行程，当工件尾端的当前行程大于N－c，且小于N+c时，所述第三位置检测器的探测结果为有效结果，否则，则为无效结果；

其中，所述第二位置与所述第一位置的距离为M，所述第三位置与所述第一位置的距离为N，所述第二位置与冷却区入口的距离为X，所述第三位置与冷却区出口的距离为Y，c为常数。

Images