CN113333481B - 一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法，包括以下步骤：获取轧件温度信息、热金属检测器上、下游有钢检测点的检测信息、有钢信号信息及热金属检测器自身检测信息。通过将热金属检测器上、下游有钢检测点的检测信息、有钢信号信息与热金属检测器自身检测信息进行计算和比对，确定热金属检测器的检测状态，能够实现对热金属检测器异常检测状态的在线实时判定，解决了由于热金属检测器检测状态不正常导致的控制功能失效技术问题。本发明还提供了在线检测装置、检测设备以及存储介质。

Description

一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法和装置
技术领域
本申请涉及连轧领域，具体而言，涉及一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法和装置。
背景技术
在连轧生产线中,热金属检测器是用来检测热轧轧线轧件的存在与否，是实现轧线自动化的现场检测元件，热金属检测器的开关量输出状态(0或者1)反映轧件是否出现。具体来说，预先设置热金属检测器在没有检测到轧件时，其输出为0，检测到有轧件时，其输出为1。轧线自动化***通过读取其输出状态(0或1)的变化，进行轧件的跟踪(轧件头尾、某个区域是否有钢等信息)，用以实现轧钢过程的微张力、活套、飞剪等控制功能。
由于热金属检测器放置于现场，不可避免的受到水汽、灰尘、轧件温度或者检测器位置变化等影响，其输出状态有时不能真实反映轧件的状态，会导致轧机、活套和飞剪等生产设备的控制功能失效，引起生产中断，严重制约生产线生产效率。
因此，为了解决现有技术的问题，急需发明一种能在生产过程中实时检测热金属检测器状态的方法，以防止因其输出状态错误导致的生产中断等问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本申请目的在于提供一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法和装置，可以实现在生产过程中热金属检测器状态的实时检测，判断其是否工作正常，检测异常时输出报警，为快速及时排除故障提供了方向。同时，还可把检测异常结果自动用于控制***的纠错控制上，避免轧机、活套及飞剪等设备控制功能的失效，使生产得以连续，降低损失。
在第一方面，本申请示例提供了一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法，包括以下步骤：
S1、获取预先设定的上游有钢检测点至热金属检测器之间的上游检测信息；所述上游检测信息包括：上游有钢检测点至热金属检测器之间的距离L1，轧制速度信息V1，以及由此计算得出的轧件通过上游有钢检测点与热金属检测器之间所需时间t1；
S2、获取预先设定的热金属检测器至下游有钢检测点之间的下游检测信息；所述下游检测信息包括：热金属检测器至下游有钢检测点之间的距离L2，轧制速度信息V2，以及由此计算得出的轧件通过热金属检测器与下游有钢检测点之间所需时间t2；
S3、获取上游有钢检测点有钢信号信息；当上游有钢检测点检测到有钢信号出现后，启动计时器，读取计时器计数值，当计时器的计数值t3≥t1时，获取热金属检测器的检测信息；其中：
当热金属检测器检测到有钢信号时，热金属检测器状态为正常，检测过程结束；
当热金属检测器未检测到有钢信号时，则预判断热金属检测器状态为故障，继续执行步骤S4；
S4、继续读取计时器计数值，当计数值t4≥t1+t2时，获取下游有钢检测点的有钢信号信息：
当下游有钢检测点检测到有钢信号时，则确定热金属检测器状态为故障；
当下游有钢检测点未检测到有钢信号时，则判断为轧线故障，热金属检测器状态为正常。
在第二方面，本申请示例提供了一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测装置，包括：
第一信息采集模块，用于获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的距离L1；
第二信息采集模块，用于获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的轧制速度信息V1；
第一数据处理模块，用于计算轧件通过上游有钢检测点与热金属检测器之间所需时间t1；
第三信息采集模块，用于获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的距离L2；
第四信息采集模块，用于获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的轧制速度信息V2；
第二数据处理模块，用于计算轧件通过热金属检测器至下游有钢检测点之间所需时间t2；
第五信息采集模块，用于获取上游有钢检测点的有钢信号信息；
第一控制模块，当第五信息采集模块获取到有钢信号时，启动计时器；
第一比较判断模块，用于将读取的计时器计数值t3与t1相比较；
第六信息采集模块，当t3≥t1时，用于获取热金属检测器的检测信息；
第二比较判断模块，用于比较、判断热金属检测器有无检测到有钢信号，当热金属检测器检测到有钢信号时，热金属检测器状态为正常，检测过程结束；当热金属检测器没有检测到有钢信号时，预判热金属检测器状态为故障；
第三比较判断模块，当预判热金属检测器状态为故障时，用于将读取的计时器计数值t4与t1+t2相比较；
第七信息采集模块，当t4≥t1+t2时，获取下游有钢检测点的有钢信号信息；
第四比较判断模块，当下游有钢检测点检测到有钢信号时，确定热金属检测器状态为故障；当下游有钢检测点未检测到有钢信号时，则判断为轧线故障，热金属检测器状态为正常。
在第三方面，本申请示例提供了一种用于连轧生产线中热金属检测器状态在线检测的设备，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述存储器存储的指令，并且，当所述处理器执行所述存储器存储的指令时，使得所述设备执行前述的在线检测方法。
在第四方面，本申请示例提供了一种计算机存储介质，所述存储介质存储计算机执行指令，当计算机的处理器执行所述计算机执行指令时，所述计算机执行前述的在线检测方法。
上述热金属检测器状态在线检测方法，采用通过将热金属检测器上、下游检测点的检测信息、有钢信号信息及热金属检测器自身检测信息进行计算和比对，确定热金属检测器的检测状态，能够实现对热金属检测器异常检测状态的在线实时判定，解决了由于热金属检测器检测状态不正常导致的控制功能失效技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法示意图
图2是本发明一实施例中在线检测装置的结构示意图
图3是本发明一实施例中可选的在线检测方法示意图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在第一方面，如图1所示，本申请示例提供了一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法，包括以下步骤：
S1、获取预先设定的上游有钢检测点至热金属检测器之间的上游检测信息；包括：
S101、获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的距离L1；
S102、获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的轧制速度信息V1；
S103、计算得出的轧件通过上游有钢检测点与热金属检测器之间所需时间t1；
S2、获取预先设定的热金属检测器至下游有钢检测点之间的下游检测信息；包括：
S201、获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的距离L2；
S202、获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的轧制速度信息V2；
S203、计算得出的轧件通过热金属检测器与下游有钢检测点之间所需时间t2；
在轧钢生产中，L1和L2是不变的，但在生产不同产品规格时，由于部分轧机可能是空过模式，所以，L1和L2也可能会发生变化；另外，在上游有钢检测点和下游有钢检测点之间有可能还设有轧机，所以V1和V2也有可能不同，因此L1、L2、V1、和V2需要实时采集，根据采集后的信息，通过计算即可获得轧件理论通过上游有钢检测点和热金属检测器之间距离所需时间t1和轧件理论通过热金属检测器和下游有钢检测点之间距离所需时间t2。
S3、热金属检测器状态预判，包括：
S301、获取上游有钢检测点有钢信号信息；
上游钢检测点有钢信号信息可通过该检测点处的轧机转矩变化情况，或通过设在该检测点的热金属检测器信号变化情况等方式予以获取。当然也可以通过本领域熟知的其它检测手段予以获取。
S302、当上游钢检测点检测到有钢信号出现后，启动计时器；
优选的，在启动计时器时还采取了以下操作：
S303、读取轧件温度值T及热金属检测器所允许的最低检测温度值T0；
S304、当T＜T0时，进行轧件温度低报警；
轧钢生产作业过程中，在生产优质钢材时，经常需要进行控温轧制，在轧机之间通过冷却水对轧件进行冷却，轧件表面温度有可能在600℃以下，即轧件的表面温度已经低于热金属检测器所允许的最低检测温度值T0；热金属检测器是检测不到该轧件，此时会进行轧件温度低报警，***会自动进入纠错控制，进行转移控制变量、封锁相关调节等相关操作，虽然可能降低了控制精度，但可以避免调节失效出现事故。
S305、当T≥T0时，读取计时器计数值，当计时器的计数值t3≥t1时，获取热金属检测器的检测信息；
T≥T0表明轧件的表面温度满足检测要求，正常情况下，热金属检测器可以检测到；t3≥t1表明此时计数器所计数的时间已满足轧件通过热金属检测器的检测点。
S306、当热金属检测器检测到有钢信号时，则热金属检测器状态为正常，检测过程结束；
此时，金属检测器检测到有钢信号表明其检测信息与上游有钢监测点检测到的信息是一致的，即热金属检测器状态为正常，检测过程结束。
S307、当热金属检测器未检测到有钢信号时，则预判热金属检测器状态为故障，继续执行步骤S4；
此时，金属检测器未检测到有钢信号表明其检测信息与上游有钢监测点检测到的信息是不一致的，此时有可能是热金属检测器发生故障所导致，也有可能轧线发生故障，如：发生轧线堆钢等问题所导致的生产中断，此时预判热金属检测器状态为故障，需要执行后续状态确定操作，以进一步确定热金属检测器的状态。
S4、热金属检测器状态确定，包括：
S401、继续读取计时器计数值，当计数值t4≥t1+t2时，获取下游有钢检测点的有钢信号信息：
t4≥t1+t2表明此时计数器所计数的时间已满足轧件通过下游有钢检测点，下游有钢检测点检测信息获取方式与上游有钢检测点检测信息获取方式可相同，也可不同；都可通过该检测点处轧机转矩变化情况，或通过设在该检测点的热金属检测器检测信号情况等方式予以获取。当然也可以通过本领域熟知的其它检测手段予以获取。
S402、当下游有钢检测点检测到有钢信号时，则确定热金属检测器状态为故障；
此时，下游有钢检测点检测到有钢信号表明轧件已通过热金属检测器所处检测点，此时热金属检测器未检测到有钢信号，并非生产中断等问题所导致，而是热金属检测器发生故障的原因所导致的。
S403、当下游有钢检测点未检测到有钢信号时，则确定热金属检测器状态正常，轧线故障。
此时，下游有钢检测点未检测到有钢信号，表明轧件未通过下游有钢检测点，即此时热金属检测器未检测到有钢信号，其是轧线发生故障所导致，而非热金属检测器发生故障的原因所导致的，即确定热金属检测器状态正常。
本申请所提供热金属检测器状态在线检测方法，通过获取轧件温度信息、热金属检测器上、下游有钢检测点的检测信息、有钢信号信息及热金属检测器自身检测信息，并进行信息的比对和分析，确定热金属检测器的检测状态，能够实现对热金属检测器异常检测状态的判定，解决了由于热金属检测器检测状态不正常导致的控制功能失效技术问题。
在第二方面，如图2所示，本申请示例提供了一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测装置，该检测装置与上述实施例中检测方法对应。该装置包括：第一信息采集模块501、第二信息采集模块502、第一数据处理模块503、第三信息采集模块504、第四信息采集模块505、第二数据处理模块506、第五信息采集模块507、第一控制模块508、第一比较判断模块509、第六信息采集模块510、第二比较判断模块511、第三比较判断模块512、第七信息采集模块513和第四比较判断模块514。各功能模块详细说明如下：
第一信息采集模块501，用于获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的距离L1；
第二信息采集模块502，用于获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的轧制速度信息V1；
第一数据处理模块503，用于计算轧件通过上游有钢检测点与热金属检测器之间所需时间t1；
第三信息采集模块504，用于获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的距离L2；
第四信息采集模块505，用于获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的轧制速度信息V2；
第二数据处理模块506，用于计算轧件通过热金属检测器至下游有钢检测点之间所需时间t2；
第五信息采集模块507，用于获取上游有钢检测点的有钢信号信息；
第一控制模块508，当第五信息采集模块507获取到有钢信息时，启动计时器；
第一比较判断模块509，用于将读取的计时器计数值t3与t1相比较；
第六信息采集模块510，当t3≥t1时，用于获取热金属检测器的检测信息；
第二比较判断模块511，用于比较、判断热金属检测器有无检测到有钢信号，当热金属检测器检测到有钢信号时，判断热金属检测器状态为正常，检测过程结束；当热金属检测器没有检测到有钢信号时，则预判热金属检测器状态为故障；
第三比较判断模块512，当预判热金属检测器状态为故障时，用于将读取的计时器计数值t4与t1+t2相比较；
第七信息采集模块513，当t4≥t1+t2时，用于获取下游有钢检测点的有钢信号信息；
第四比较判断模块514，当下游有钢检测点检测到有钢信号时，则确定热金属检测器状态为故障；当下游有钢检测点未检测到有钢信号时，则判断为轧线故障，热金属检测器状态为正常。
进一步地，在线检测装置还包括第八信息采集模块和第五比较判断模块，当上游有钢检测点检测到轧件后，其中，第八信息采集模块用于获取上游轧件温度值T及热金属检测器允许的最低检测温度值T0；第五比较判断模块用于比较T与T0，当T＜T0时，则进行轧件温度低报警。
关于在线检测装置的具体限定可以对应上述在线检测方法的限定，在此不再赘述。上述在线检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在第三方面，本申请示例提供了一种于连轧生产线中热金属检测器状态在线检测的设备，所述设备包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述存储器存储的指令，并且，当所述处理器执行所述存储器存储的指令时，使得所述设备执行前述的在线检测方法，例如图1所示的步骤S101至S403。或者，处理器执行指令时，实现上述在线检测装置的各模块的功能，例如图2所示模块501至模块514的功能。
在第四方面，本申请示例提供了一种计算机存储介质，所述存储介质存储计算机执行指令，当计算机的处理器执行所述计算机执行指令时，所述计算机执行前述的在线检测方法，例如图1所示的步骤S101至S403。或者，处理器执行指令时，实现上述在线检测装置的各模块的功能，例如图2所示模块501至模块514的功能。
应注意，本申请在线检测方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
作为一种可选的实施方式，如图3所示，本申请还示例提供了以下的一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤P101，获取L1、L2、V1、V2等轧件信息。
步骤P102，计算t1及t2。
步骤P103，如果上游有钢检测点检测到有钢信号，执行步骤P104。否则，跳转至步骤P1010。
步骤P104，获取轧件实际温度T及热金属检测器允许的最低检测温度T0，执行步骤P105和步骤P115。
步骤P105，计时器开始计时。
步骤P106，读取计时器的计时值t3。
步骤P107，如果t3≥t1，执行步骤P108。否则，跳转步骤P106。
步骤P108，热金属器检测有钢，执行步骤P117。否则，跳转至步骤P109。
步骤P109，热金属检测器状态预报警。
步骤P110，读取计时器的计时值t4。
步骤P111，如果t4≥t1+t2，执行步骤P112。否则，跳转至步骤P110。
步骤P112，如果下游有钢检测点检测到有钢信号，执行步骤P118。否则，跳转步骤P113。
步骤P113，热金属检测器状态正常，轧线故障，同时报警。
步骤P114，自动进入轧线生产中断控制。
步骤P115，如果T≤T0，执行步骤P116。否则，跳转至步骤P104。
步骤P116，轧件温度低报警。
步骤P117，热金属检测器状态正常。
步骤P118，确认热金属检测器状态故障，同时提示报警。
步骤P119，自动进入纠错控制。
步骤P120，结束。
以上仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取预先设定的上游有钢检测点至热金属检测器之间的上游检测信息；所述上游检测信息包括：上游有钢检测点至热金属检测器之间的距离L1，轧制速度信息V1，以及由此计算得出的轧件通过上游有钢检测点与热金属检测器之间所需时间t1；
S2、获取预先设定的热金属检测器至下游有钢检测点之间的下游检测信息；所述下游检测信息包括：热金属检测器至下游有钢检测点之间的距离L2，轧制速度信息V2，以及由此计算得出的轧件通过热金属检测器与下游有钢检测点之间所需时间t2；
S3、获取上游有钢检测点有钢信号信息；当上游有钢检测点检测到有钢信号出现后，启动计时器，读取计时器计数值，当计时器的计数值t3≥t1时，获取热金属检测器的检测信息；其中：
当热金属检测器检测到有钢信号时，热金属检测器状态为正常，检测过程结束；
当热金属检测器未检测到有钢信号时，则预判热金属检测器状态为故障，继续执行步骤S4；
S4、继续读取计时器计数值，当计数值t4≥t1+t2时，获取下游有钢检测点的有钢信号信息：
当下游有钢检测点检测到有钢信号时，确定热金属检测器状态为故障；
当下游有钢检测点未检测到有钢信号时，则判断为轧线故障，热金属检测器状态为正常。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，当上游有钢检测点检测到轧件并启动计时器后，还采取了以下操作：读取轧件温度值T及热金属检测器允许的最低检测温度值T0；
当T＜T0时，进行轧件温度低报警；
当T≥T0时，继续执行后续检测。
3.根据权利要求1所述的方法，步骤S4中，当确定热金属检测器状态为故障后，自动进入纠错控制，以避免生产中断，所述纠错控制包括：转移控制变量和封锁相关调节。
4.根据权利要求2所述的方法，步骤S3中，当轧件温度低报警后，自动进入纠错控制，以避免生产中断，所述纠错控制包括：转移控制变量和封锁相关调节。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，步骤S4中，当判断为轧线故障后，自动进入生产中断控制。
6.一种连轧生产线中热金属检测器状态的在线检测装置，其特征在于，包括：
第一信息采集模块，用于获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的距离L1；
第二信息采集模块，用于获取上游有钢检测点至热金属检测器之间的轧制速度信息V1；
第一数据处理模块，用于计算轧件通过上游有钢检测点与热金属检测器之间所需时间t1；
第三信息采集模块，用于获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的距离L2；
第四信息采集模块，用于获取热金属检测器至下游有钢检测点之间的轧制速度信息V2；
第二数据处理模块，用于计算轧件通过热金属检测器至下游有钢检测点之间所需时间t2；
第五信息采集模块，用于获取上游有钢检测点的有钢信号信息；
第一控制模块，当第五信息采集模块获取到有钢信号时，启动计时器；
第一比较判断模块，用于将读取的计时器计数值t3与t1相比较；
第六信息采集模块，当t3≥t1时，用于获取热金属检测器的检测信息；
第二比较判断模块，用于比较、判断热金属检测器有无检测到有钢信号，当热金属检测器检测到有钢信号时，则热金属检测器状态为正常，检测过程结束；当热金属检测器没有检测到有钢信号时，预判热金属检测器状态为故障；
第三比较判断模块，当预判热金属检测器状态为故障时，用于将读取的计时器计数值t4与t1+t2相比较；
第七信息采集模块，当t4≥t1+t2时，获取下游有钢检测点的有钢信号信息；
第四比较判断模块，当下游有钢检测点检测到有钢信号时，则确定热金属检测器状态为故障；当下游有钢检测点未检测到有钢信号时，则判断为轧线故障，热金属检测器状态为正常。
7.根据权利要求6所述的在线检测装置，其特征在于，还进一步包括第八信息采集模块和第五比较判断模块，当上游有钢检测点检测到轧件后，其中，第八信息采集模块用于获取上游轧件温度值T及热金属检测器允许的最低检测温度值T0；第五比较判断模块用于比较T与 T0，当T＜T0时，则进行轧件温度低报警。
8.一种用于连轧生产线中热金属检测器状态在线检测的设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述存储器存储的指令，并且，当所述处理器执行所述存储器存储的指令时，使得所述设备执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
9.一种计算机存储介质，所述存储介质存储计算机执行指令，其特征在于，当计算机的处理器执行所述计算机执行指令时，所述计算机执行权利要求1至5中任一项所述的方法。
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