一种米重监控系统、监控方法及其控制器和控制方法与流程

本发明涉及冶炼带材加工领域，尤其涉及连续热浸镀锌、镀铝锌或镀铝等带钢生产线上的米重监控系统、监控方法及其控制器和控制方法。

背景技术：

在国内钢铁企业之间的竞争日益加强的环境下，市场对产品质量的要求也越来越高。

带钢生产线上，通常包括收卷机、张力辊、从动转向辊、静电涂油机、电机编码器、出口裁刀。带钢在张力辊和从动转向辊的带动下传送到静电涂油机，并在静电涂油机处涂以均匀的油膜，且传送的带钢在满足需求的米重(米重即每米钢材的重量)要求时，通过出口裁刀裁剪，并通过收卷机收卷。目前，带钢的米重通常是通过获取传送的带钢长度和收卷的带钢重量，再通过理论换算获得的，而带钢长度获取时，通常将长度测量器与张力辊连接，使得长度测量器随着张力辊的转动而旋转，以获得带钢的长度。

但是，在带钢米重计量过程中，当张力辊磨损，或者收卷机与带钢打滑，或者张力辊与带钢打滑，都可能造成带钢的长度测量错误或者带钢重量测量错误，进而导致米重计量出现偏差，而这种错误在实际生产中不容易发现，常常会将不符合规格的带钢销售到市场后才被发现，这大大损坏了公司的形象。

技术实现要素：

本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种米重控制系统，其有效地对重量获取器和电机编码器的测量进行监控，避免张力辊磨损、或者收卷机与带钢打滑、或者张力辊与带钢打滑等出现的测量错误。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种米重监控系统，包括轮式编码器、电机编码器、重量获取器和控制器；所述控制器包括第一轮径获取模块、第二轮径获取模块、第一米重计算模块、第二米重计算模块和比较模块；

所述轮式编码器设置在带钢传送线的从动转向辊上，并将带钢夹设在所述轮式编码器和从动转向辊之间；所述轮式编码器与带钢直接接触，并随带钢运转而旋转，以对传送的带钢进行检测，且将检测的信息以脉冲信号的形式传送到所述第一米重计算模块；

所述电机编码器设置在张力辊的传动链轮机构中，并随张力辊的运转而旋转，以对传送的带钢进行检测，且将检测的信息以脉冲信号的形式传送到所述第二米重计算模块；

所述重量获取器设置在收卷机上，并将带钢收卷重量分别传送到所述第一米重计算模块和第二米重计算模块；

所述第一轮径获取模块获取所述轮式编码器的半径大小，并传送到所述第一米重计算模块；

所述第二轮径获取模块获取所述电机编码器的半径大小，并传送到所述第二米重计算模块；

所述第一米重计算模块根据所述轮式编码器传送的脉冲信号、轮式编码器的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第一米重，并将该第一米重发送到所述比较模块。

所述第二米重计算模块根据所述电机编码器传送的脉冲信号、电机编码器的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第二米重，并将该第二米重发送到所述比较模块；

所述比较模块比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时，发出报警信号；

相比于现有技术，本发明增加轮式编码器对传送的带钢进行检测，根据轮式编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第一米重，根据电机编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第二米重，在第一米重超过第二米重的设定误差时，发出警报，有效地对重量获取器和电机编码器的测量进行监控，避免张力辊磨损、或者收卷机与带钢打滑、或者张力辊与带钢打滑等出现的测量错误。

本发明同时还提供一种米重监控方法，包括步骤：

将一轮式编码器设置在带钢传送线的从动转向辊上，使其随带钢运转而旋转，并获得轮式编码器的脉冲数；

将一电机编码器设置在张力辊的传动链轮机构中，使其随张力辊的运转而旋转，并获得电机编码器的脉冲数；

根据所述轮式编码器传送的脉冲数计算获得带钢的第一米重；

根据所述电机编码器传送的脉冲数计算获得带钢的第二米重；

比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时报警。

本发明同时还提供一种用于米重监控的控制器，所述控制器包括第一轮径获取模块、第二轮径获取模块、收卷重量获取模块、第一米重计算模块、第二米重计算模块和比较模块；

所述第一轮径获取模块获取所述轮式编码器的半径大小，并传送到所述第一米重计算模块；

所述第二轮径获取模块获取所述电机编码器的半径大小，并传送到所述第二米重计算模块；

所述第一米重计算模块获得轮式编码器传送的脉冲数、轮式编码器的半径和收卷的带钢重量，并计算获得带钢的第一米重；

所述第二米重计算模块获得电机编码器传送的脉冲数、电机编码器的半径和收卷的带钢重量，并计算获得带钢的第二米重；

所述比较模块比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时，发出报警信号。

本发明同时还提供一种用于米重监控的控制方法，包括步骤：

获取轮式编码器的半径、电机编码器的半径、轮式编码器传送的脉冲数、电机编码器传送的脉冲数和带钢的收卷重量；

根据所述轮式编码器传送的脉冲数、轮式编码器的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第一米重；

根据所述电机编码器传送的脉冲数、电机编码器的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第二米重；

比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时，发出报警信号。

相比于现有技术，本发明增加轮式编码器对传送的带钢进行检测，根据轮式编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第一米重，根据电机编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第二米重，在第一米重超过第二米重的设定误差时，发出警报，有效地对重量获取器和电机编码器的测量进行监控，避免张力辊磨损、或者收卷机与带钢打滑、或者张力辊与带钢打滑等出现的测量错误。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明实施例1中米重监控系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1中米重监控系统的原理框图；

图3是本发明实施例1中米重监控方法的流程图；

图4是本发明实施例2中用于米重监控的控制器的原理框图；

图5是本发明实施例2中用于米重监控的控制方法的流程图。

具体实施方式

实施例1

为防止带材米重测量出现错误，本发明设计了米重监控系统。

请同时参阅图1和图2，图1是本发明实施例1中米重监控系统的结构示意图；图2是本发明实施例1中米重监控系统的原理框图，其中，图1中的箭头表示带钢的传送方向。该米重监控系统10包括轮式编码器11、弹性件12、电机编码器13、重量获取器14和控制器15。所述控制器15包括第一轮径获取模块151、第二轮径获取模块152、第一米重计算模块153、第二米重计算模块154、比较模块155和显示屏156。

所述轮式编码器11设置在带钢传送线的从动转向辊17上，并将带钢19夹设在所述轮式编码器11和从动转向辊17之间；所述轮式编码器11与带钢19直接接触，并随带钢19运转而旋转，以对传送的带钢19进行检测，且将检测的信息以脉冲信号的形式传送到所述第一米重计算模块153。

所述弹性件12一端固定，另一端与所述轮式编码器11固定连接，以使所述轮式编码器11可随着带钢19而旋转。本实施例中，所述弹性件12为弹簧片等其他弹性元件。

所述述电机编码器13设置在张力辊18的传动链轮机构中，并随张力辊18的运转而旋转，以对传送的带钢19进行检测，且将检测的信息以脉冲信号的形式传送到所述第二米重计算模块154。

所述重量获取器14设置在收卷机上，并将收卷的带钢重量分别传送到所述第一米重计算模块153和第二米重计算模块154。

所述第一轮径获取模块151获取所述轮式编码器11的半径大小，并传送到所述第一米重计算模块153；

所述第二轮径获取模块152获取所述电机编码器13的半径大小，并传送到所述第二米重计算模块154；

所述第一米重计算模块153根据所述轮式编码器11传送的脉冲信号、轮式编码器11的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第一米重，并将该第一米重发送到所述比较模块155。

所述第二米重计算模块154根据所述电机编码器13传送的脉冲信号、电机编码器13的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第二米重，并将该第二米重发送到所述比较模块155。

所述比较模块155比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时，发出报警信号。

所述显示屏156与所述比较模块连接，并显示比较结果且提示报警。

本发明的轮式编码器11采用高精度轴承编码器，每圈的脉冲数为8192P/R,该轮式编码器11的轮径约为106mm，换算所得成品圈的每米脉冲数约为24600个脉冲，以提高计量精度。

作为本实施例的进一步优化，所述控制器15还包括高速计数单元，所述高速计数单元获取轮式编码器11传送的脉冲信号并累加脉冲数，且将累加的脉冲数传送到第一米重计算模块153；所述高速计数单元同时获取电机编码器13传送的脉冲信号并累加脉冲数，且将累加的脉冲数传送到第二米重计算模块154。

本发明中，所述第一米重计算模块153根据所述高速计数单元传送的累计脉冲数和轮式编码器11的半径获取带钢的第一长度，再将该带钢的第一长度与收卷重量相除获得带钢19的第一米重。

本发明中，所述第二米重计算模块154根据所述高速计数单元传送的累计脉冲数和电机编码器13的半径获取带钢的第二长度，再将该带钢的第二长度与收卷重量相除获得带钢19的第二米重。

本发明中，在测量带钢的米重前，用户可先在显示屏156上输入轮式编码器11和电机编码器13的半径大小。所述显示屏156也可显示各硬件参数，如轮式编码器轮径、米重偏差允许值、采集样板过滤值、张力辊辊径等。本发明中，所述显示屏为人机界面POD，可显示报警信号。

本发明中，所述控制器15采用富士高性能SPH系列的PLC，CPU型号为NP1PS-74R，其通过使用PLC基板上的SX接口与张力辊18的两台变频器，实现SX-BUS系统高速链接；通过T-LINK连接显示屏，将实际的运转数据显示出来并保存。

为了减小编码器轮径值对计量产生的误差，本发明定期对轮式编码器11的轮径和电机编码器13的轮径进行测量，并将两个编码器的轮径的实测值输入到显示屏上。

本发明中，第一米重和第二米重比较时，设定的误差值是通过长期记录分析轮式编码器11、电机编码器13、重量获取器14传送的信号和计算获得的。

使用时，带钢19在张力辊18和从动转向辊17的带动下传送到静电涂油机110，并在静电涂油机110处涂以均匀的油膜，电机编码器13检测的脉冲信号传送到第一米重获取模块，同时轮式编码器11传送的检测的脉冲信号也传送到第二米重获取模块。所述控制器15在设定的条件下发送信号控制出口裁刀111将带钢19裁剪，带钢19再通过收卷机收卷。所述重量获取器14获取收卷机收卷的带钢的重量，并将带钢重量分别传送到第一米重计算模块153和第二米重计算模块154，所述第一米重计算模块153根据所述轮式编码器11传送的脉冲信号、轮式编码器11的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第一米重，并将该第一米重发送到所述比较模块155。所述第二米重计算模块154根据所述电机编码器13传送的脉冲信号、电机编码器13的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第二米重，并将该第二米重发送到所述比较模块155。所述比较模块155比较所述第一米重和第二米重的大小，若第一米重超过第二米重的设定误差，则发出报警信号；若第一米重未超过第二米重的设定误差，则说明电机编码器13和重量获取器14的测量数据准确，再将电机编码器和轮式编码器11的带钢计量重新置零，重新开始测量。

请参阅图3，其是本发明实施例1中米重监控方法的流程图。

本发明同时还提供一种米重监控方法，包括步骤：

步骤11：将一轮式编码器设置在带钢传送线的从动转向辊上，使其随带钢运转而旋转，并获得轮式编码器的脉冲数；

步骤12：将一电机编码器设置在张力辊的传动链轮机构中，使其随张力辊的运转而旋转，并获得电机编码器的脉冲数；

步骤13：根据所述轮式编码器传送的脉冲数计算获得带钢的第一米重；

步骤14：根据所述电机编码器传送的脉冲数计算获得带钢的第二米重；

步骤15：比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时报警。

在步骤13中，根据所述轮式编码器传送的脉冲数计算获得带钢的第一米重时，还包括获取轮式编码器的半径和获取收卷的带钢重量；且根据轮式编码器传送的脉冲数和轮式编码器的半径获取带钢的第一长度，再将该带钢的第一长度与收卷重量相除获得带钢的第一米重。

在步骤14中，根据所述电机编码器传送的脉冲数计算获得带钢的第二米重时，还包括获取电机编码器的半径和获取收卷的带钢重量；且根据轮式编码器传送的脉冲数和电机编码器的半径获取带钢的第二长度，再将该带钢的第二长度与收卷重量相除获得带钢的第二米重。

相比于现有技术，本发明增加轮式编码器对传送的带钢进行检测，根据轮式编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第一米重，根据电机编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第二米重，在第一米重超过第二米重的设定误差时，发出警报，有效地对重量获取器和电机编码器的测量进行监控，避免张力辊磨损、或者收卷机与带钢打滑、或者张力辊与带钢打滑等出现的测量错误。

进一步地，通过在从动转向辊上设置轮式编码器，使轮式编码器与带钢直接接触，且使轮式编码器可直接由带带钢动而旋转，避免张力辊损坏所带来的误差，提高了带钢测量数据的精确度。

实施例2

请参阅图4，其是本发明实施例2中用于米重监控的控制器的原理框图。

本发明还提供一种用于米重监控的控制器20，该控制器20包括第一轮径获取模块21、第二轮径获取模块22、第一米重计算模块23、第一米重计算模块24、比较模块25和显示屏26。

所述第一轮径获取模块21获取所述轮式编码器的半径大小，并传送到所述第一米重计算模块23；

所述第二轮径获取模块22获取所述电机编码器的半径大小，并传送到所述第一米重计算模块24；

所述第一米重计算模块23获得轮式编码器传送的脉冲数、轮式编码器的半径和收卷的带钢重量，并计算获得带钢的第一米重；

所述第一米重计算模块24获得电机编码器传送的脉冲数、电机编码器的半径和收卷的带钢重量，并计算获得带钢的第二米重；

所述比较模块25比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时，发出报警信号。

所述显示屏26与所述比较模块25连接，可显示比较结果并提示报警信号。

作为本实施例的进一步优化，所述控制器20还包括高速计数单元，所述高速计数单元获取轮式编码器传送的脉冲信号并累加脉冲数，且将累加的脉冲数传送到第一米重计算模块23；所述高速计数单元同时获取电机编码器传送的脉冲信号并累加脉冲数，且将累加的脉冲数传送到第一米重计算模块24。

本实施例中，所述第一米重计算模块23根据所述高速计数单元传送的累计脉冲数和轮式编码器的半径获取带钢的第一长度，再将该带钢的第一长度与收卷重量相除获得带钢的第一米重。

本实施例中，所述第一米重计算模块24根据所述高速计数单元传送的累计脉冲数和电机编码器的半径获取带钢的第二长度，再将该带钢的第二长度与收卷重量相除获得带钢的第二米重。

请参阅图5，其是本发明实施例2中用于米重监控的控制方法的流程图。

本发明同时还提供一种用于米重监控的控制方法，包括步骤：

步骤21：获取轮式编码器的半径、电机编码器的半径、轮式编码器传送的脉冲数、电机编码器传送的脉冲数和带钢的收卷重量；

步骤22：根据所述轮式编码器传送的脉冲数、轮式编码器的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第一米重；

步骤23：根据所述电机编码器传送的脉冲数、电机编码器的半径和带钢的收卷重量计算获得带钢的第二米重；

步骤24：比较所述第一米重和第二米重的大小，且在第一米重与第二米重的差值大于设定误差值时，发出报警信号。

相比于现有技术，本发明增加轮式编码器对传送的带钢进行检测，根据轮式编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第一米重，根据电机编码器传送的脉冲数与收卷的带钢重量获得第二米重，在第一米重超过第二米重的设定误差时，发出警报，有效地对重量获取器和电机编码器的测量进行监控，避免张力辊磨损、或者收卷机与带钢打滑、或者张力辊与带钢打滑等出现的测量错误。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。