一种中间包对中检测及控制系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种中间包对中检测及控制系统与方法，包括中间包，系统内设置有数据采集单元，数据采集单元包括激光测距仪、重量传感器、水平传感器、编码电缆、3D激光以及摄像头，数据采集单元的输出端电连接有信号放大器的输入端，信号放大器的输出端电连接有A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端。该中间包对中检测及控制系统，通过设置报警单元，若中间包出水口横向偏差大于等于中间包出水口横向允许偏差，或者中间包出水口纵向偏差大于等于中间包出水口纵向允许偏差，或者中间包浸入式水口倾斜角度超过浸入式水口安装允许偏角，则做出报警提示并指导人工或自动控制中包车来校准相应偏差。

Tundish centering detection and control system and method

The invention discloses a method and system for tundish in detection and control, including the system is arranged in the middle of the pack, data acquisition unit, data acquisition unit includes a laser rangefinder, a weight sensor and level sensor, encoding cable, 3D laser and camera, data acquisition unit. The output end is electrically connected with the input terminal of the signal amplifier the signal output end of the amplifier is electrically connected with the input end of the A/D converter, A/D converter output end is electrically connected with the input end of the programmable logic controller. The tundish of detection and control system, by setting the alarm unit, if the tundish outlet lateral deviation is greater than or equal to the allowable deviation of horizontal tundish outlet, or tundish outlet vertical deviation is greater than or equal to the longitudinal allowable deviation of the tundish outlet, or tundish immersion nozzle tilted over the submerged nozzle installation allows angle, make the alarm tips and guidance manual or automatic control car to calibrate the corresponding deviation.

【技术实现步骤摘要】
一种中间包对中检测及控制系统与方法
本专利技术涉及连铸加工
，具体为一种中间包对中检测及控制系统与方法。
技术介绍
在国内连铸生产过程中，中间包的对中以及浸入式水口的安装都采用人工操作的方式进行，由于人工操作过程随意性大，标准不统一，经验千差万别，导致中间包对中和浸入式水口偏斜度偏差较大，对中精度差，且整个对中过程无数据可寻，无法为后续系统升级改进提供数据支撑。中间包对中以及浸入式水口倾斜角偏差大，会产生以下不利影响：1、钢流在结晶器中的流动紊乱，结晶器液面波动大，增加了卷渣的几率。2、紊乱的钢流不利于钢液杂质、气泡的上浮，不利于钢液的净化。3、由于浸入式水口的偏斜，导致钢流对浸入式水口的熔损不匀，增加了浸入式水口熔损的风险，降低其使用寿命。4、对中偏差大产生的偏流将对初生坯壳产生强烈的冲刷，造成结晶器内坯壳厚度不均，影响坯壳生长，是造成后续产品质量不达标的重要影响因素，且检出成本过高，甚至不易被检出。为此，我们提出了一种中间包对中检测及控制系统，该系统主要对中间包出水口中心同结晶器中心轴线对中进行定位和测量，浸入式水口安装倾斜角度进行测量和评估，并指导对中过程的调整和控制，从而保证了中间包出水口与结晶器对中偏差、浸入式水口安装倾斜角偏差都在可控范围内，保证了中间包的工作效率。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种中间包对中检测及控制系统与方法，具备对中间包出水口中心同结晶器中心轴线对中进行定位和测量，浸入式水口安装倾斜角度进行测量和评估，并指导对中过程的调整和控制的优点，解决了现有技术对中间包对中和浸入式水口偏斜度偏差较大，对中精度差，且整个对中过程无数据可寻，无法为后续系统升级改进提供数据支撑的问题。(二)技术方案为实现上述对中间包出水口中心同结晶器中心轴线对中进行定位和测量，浸入式水口安装倾斜角度进行测量和评估，并指导对中过程的调整和控制的目的，本专利技术第一方面提供如下技术方案：一种中间包对中检测及控制系统，包括中间包，所述中间包内设置有数据采集单元，所述数据采集单元包括激光测距仪、重量传感器、水平传感器、编码电缆、3D激光以及摄像头，所述数据采集单元的输出端电连接有信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端电连接有A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端，所述可编程逻辑控制器包括信号接收模块、逻辑计算模块、数据存储模块以及信号传输模块，所述可编程逻辑控制器的输出端分别电连接有报警单元以及校准单元的输入端，所述校准单元的输出端电连接有中间包的控制器，所述可编程逻辑控制器的输出端电连接有控制计算机的输入端，所述控制计算机双向电连接有数据中心，所述数据中心的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端，所述控制计算机双向电连接有数据交换器，所述数据交换器双向电连接有可编程逻辑控制器、WIFI信号接收器、工业以太网、现场触摸屏以及远程控制台。优选的，所述激光测距仪包括水冷测距仪和气冷测距仪。优选的，所述水平传感器包括水冷水平传感器和气冷传感器。优选的，所述重量传感器包括电流互感器和电压互感器。优选的，所述逻辑计算模块包括中间包出水口横向地址及偏差确定、中间包出水口纵向地址及偏差确定、浸入式水口偏斜角及偏差确定、水平度及参数修正以及中间包对中历史数据对形变趋势的判定。优选的，所述报警单元为蜂鸣器和发光二极管。优选的，所述控制计算机的单片机型号为89C51。本专利技术第二方面提供一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述控制计算机的单片机型号为89C51。8.一种中间包对中检测及控制方法，包括如下步骤：S1、通过数据采集单元对中间包的各个数据进行采集；S2、数据采集单元采集的数据信号经信号放大器屏蔽外界信号干扰以及对信号进行增强后，由A/D转换器进行信号转换将信号传输至可编程逻辑控制器中，可编程逻辑控制器的信号接收模块对信号进行接收，逻辑计算模块对信号进行分析计算，通过编码电缆或者激光测距仪，获得中间包最近窄边相对于基准点的距离X1；S3、由中包尺寸信息，获取中包相应出水口中心轴线相对于上述窄边的距离X2，得到中包出水口的横向地址，中包出水口中心轴线相对与基准点的距离X＝X1+X2；获取中包出水口对应的结晶器中轴横向数据X＇，从而得到中包出水口横向偏差ΔX＝X-X＇；获取中包出水口横向允许偏差ΔX＇，若|ΔX|>＝|ΔX＇|时，则通过报警单元进行报警提示并指导人工或控制校准单元对中包车来校准偏差，得到中包出水口横向地址及偏差确定的数据；S4、通过激光测距仪，获得中包最近宽边相对于基准线的两头的距离Y1和Y2，则其相对偏差为ΔY1＝Y1–Y2；获取结晶器中轴纵向数据Y＇，该纵向数据也是相对于基准线的相对距离，从而得到中包最近宽边相对基准线的需求距离Y3＝Y＇-D，其中D为一半中包宽度距离，则纵向距离偏差ΔY2＝Y1-Y3和ΔY3＝Y2-Y3；获取中包出水口纵向允许偏差ΔY＇，若|ΔY1|>＝|ΔY＇|或|ΔY2|>＝|ΔY＇|或|ΔY3|>＝|ΔY＇|时，则通过报警单元进行报警提示并指导人工或控制校准单元对中包车上执行机构(对中液压油缸或者对中螺杆)来校准偏差，得到中包出水口纵向地址及偏差确定的数据；S5、通过3D激光和摄像头，获取每流浸入式水口相对于xz平面、yz平面的倾斜角α、β，其中xz平面为过浸入式水口安装位置中心、平行于中包车运行轨道且垂直于水平面的平面，yz平面为过浸入式水口安装位置中心、垂直于中包车运行轨道且垂直于水平面的平面；获取倾斜角允许偏差θ，若|α|>＝|θ|或|β|>＝|θ|时，则通过报警单元进行报警提示并指导人工或控制校准单元对机械手来校准偏差，得到浸入式水口偏斜角及偏差确定的数据；S6、通过水平度仪获取x(横向)轴向水平度a，y(纵向)轴向水平度b；获取水平度允许偏差S，则当|a|>＝|S|或|b|>＝|S|时，则做出报警提示指出水平度未达标需要调整，否则进入正常计算流程，对算法过程1中的X2进行修正，改为X2×cos(a)；对算法过程2中的D进行修正，改为D×cos(b)，并重新计算上述过程，得到水平度及参数修正的数据。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种中间包对中检测及控制系统，具备以下有益效果：1、该中间包对中检测及控制系统，通过设置报警单元，若中间包出水口横向偏差大于等于中间包出水口横向允许偏差则做出报警提示并指导人工或自动控制中包车来校准偏差，同时，若中间包最近宽边相对于基准线的两头距离的相对偏差大于等于中间包出水口纵向允许偏差或者中间包出水口的纵向距离偏差大于等于中间包出水口纵向允许偏差时，报警单元做出报警提示并指导人工或自动控制中包车上执行机构(对中液压油缸或者对中螺杆)来校准偏差，从而保证了该中间包对中检测及控制系统的检测质量和效率。2、该中间包对中检测及控制系统，通过设置WIFI信号接收器和工业以太网，WIFI信号接收器和工业以太网将大量的该中间包对中检测及控制系统所需的系统数据通过数据交换器经控制计算机传输至数据中心，例如历次的中间包对中数据、中间包下水口对中情况以及浸入式水口安装情况等等，为下次该中间包对中提供参考以及为后续系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中间包对中检测及控制系统，包括中间包，其特征在于：所述中间包内设置有数据采集单元，所述数据采集单元包括激光测距仪、重量传感器、水平传感器、编码电缆、3D激光以及摄像头，所述数据采集单元的输出端电连接有信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端电连接有A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端，所述可编程逻辑控制器包括信号接收模块、逻辑计算模块、数据存储模块以及信号传输模块，所述可编程逻辑控制器的输出端分别电连接有报警单元以及校准单元的输入端，所述校准单元的输出端电连接有中间包的控制器，所述可编程逻辑控制器的输出端电连接有控制计算机的输入端，所述控制计算机双向电连接有数据中心，所述数据中心的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端，所述控制计算机双向电连接有数据交换器，所述数据交换器双向电连接有可编程逻辑控制器、WIFI信号接收器、工业以太网、现场触摸屏以及远程控制台。

【技术特征摘要】
1.一种中间包对中检测及控制系统，包括中间包，其特征在于：所述中间包内设置有数据采集单元，所述数据采集单元包括激光测距仪、重量传感器、水平传感器、编码电缆、3D激光以及摄像头，所述数据采集单元的输出端电连接有信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端电连接有A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端，所述可编程逻辑控制器包括信号接收模块、逻辑计算模块、数据存储模块以及信号传输模块，所述可编程逻辑控制器的输出端分别电连接有报警单元以及校准单元的输入端，所述校准单元的输出端电连接有中间包的控制器，所述可编程逻辑控制器的输出端电连接有控制计算机的输入端，所述控制计算机双向电连接有数据中心，所述数据中心的输出端电连接有可编程逻辑控制器的输入端，所述控制计算机双向电连接有数据交换器，所述数据交换器双向电连接有可编程逻辑控制器、WIFI信号接收器、工业以太网、现场触摸屏以及远程控制台。2.根据权利要求1所述的一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述激光测距仪包括水冷测距仪和气冷测距仪。3.根据权利要求1所述的一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述水平传感器包括水冷水平传感器和气冷传感器。4.根据权利要求1所述的一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述重量传感器包括电流互感器和电压互感器。5.根据权利要求1所述的一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述逻辑计算模块包括中间包出水口横向地址及偏差确定、中间包出水口纵向地址及偏差确定、浸入式水口偏斜角及偏差确定、水平度及参数修正以及中间包对中历史数据对形变趋势的判定。6.根据权利要求1所述的一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述报警单元为蜂鸣器和发光二极管。7.根据权利要求1所述的一种中间包对中检测及控制系统，其特征在于：所述控制计算机的单片机型号为89C51。8.一种中间包对中检测及控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过数据采集单元对中间包的各个数据进行采集；S2、数据采集单元采集的数据信号经信号放大器屏蔽外界信号干扰以及对信号进行增强后，由A/D转换器进行信号转换将信号传输至可编程逻辑控制器中，可编程逻辑控制器的信号接收模块对信号进行接收，逻辑计...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇波，宁利，李向阳，刘光辉，
申请(专利权)人：湖南千盟工业智能系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43