|
|
|
| Автобиография | Автореферат | Перечень ссылок | Отчет о поиске | Индивидуальное задание |
Авторы — сотрудники Нижнетагильского металлургического комбината
«КОНТРОЛЬ ПОРЕЗКИ СЛИТКОВ НА БЛЮМИНГЕ».
В металлургическом производстве технология прокатки слитков на блюмингах считается довольно традиционной и поэтому не слишком привлекала внимание разработчиков контрольно-измерительных систем. Одной из операций, производимых над слитком, является его порезка на заготовки-блюмы. С точки зрения разработчиков измерительных систем условия здесь тяжёлые: старые производственные площадки с наличием большого количества пыли и пара, а также старое и сильно изношенное оборудование, для которого характерна сильная болтанка слитков, особенно в поперечном направлении. До настоящего времени требования к точности порезки слитка на блюминге были невысокие. Однако современные тенденции управления производством потребовали включения в автоматизированные системы практически всех производственных участков, в том числе и блюминга.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Для точной порезки слитков на заготовки требуется предоставить резчику информацию о текущем положении слитка относительно ножниц. Для этого на рольганге обычно устанавливаются специальные метки, служащие ориентирами остановки слитка при выбранной длине порезки. Ориентируясь по этим меткам, оператор производит порезку слитка. Однако при такой системе слишком велико влияние квалификации оператора на точность раскроя слитков. Более того, при частых сменах планов раскроя слитков и при высоком темпе проката вероятность ошибок со стороны резчика возрастает. Одним из решений проблемы является использование специализированных телевизионных систем. Пример реализации такой системы хорошо изложен в работе [1]. Её принцип основан на получении на экране компьютера цифрового изображения горячего слитка. Для точного позиционирования слитка относительно линии реза изображение с телекамеры программно совмещают с предварительно формируемой координатной сеткой. Разумеется, такая система значительно облегчает работу оператора, однако она не позволяет в полной мере решить задачу автоматизированного учёта порезки блюмов.
СПОСОБ РЕШЕНИЯ
При разработке системы контроля порезки были использованы оптические корреляционные измерители. Такой измеритель представляет собой цифровую стереокамеру с линейными матричными фотоприёмниками. Один из каналов камеры определяет перемещение объекта в относительных единицах. Используя информацию от второго канала, определяют расстояние до объекта, и в результате перемещение изображения преобразуется в реальное перемещение объекта. Подобные измерители используются для слежения за скоростью и длиной слитка при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок [2, 3]. Скорости продвижения слитка на ней невелики, обычно это 0,01…0,05 м/с, поэтому реализация корреляционного измерителя для такого перемещения не встретила особых трудностей. Однако на блюминге скорость слитка может достигать 2,5…3,0 м/с, поэтому в данном случае для корреляционного измерителя потребовалась доработка алгоритмов слежения за положением проката.
Оптический измеритель непрерывно анализирует уровень сигнала на своих матричных фотоприёмниках. В случае если уровень сигнала меньше некоторого значения, измеритель переходит в режим поиска края горячего слитка. Режим поиска края заключается в проведении управляющей программой анализа формы видеосигнала с одного из матричных фотоприёмников. На рис. 1 схематически показана ситуация, когда край горячего слитка входит в поле зрения измерителя. Форма видеосигнала представлена на рис. 2.
Рисунок 1 – Вхождение края слитка в поле зрения измерителя
Рисунок 2 – Видеосигнал от края слитка
После обнаружения края слитка и расчёта его положения относительно рольганга измеритель переходит в режим слежения за продвижением слитка по корреляционному алгоритму. При этом в зависимости от светимости слитка измеритель автоматически регулирует экспозицию фотолинеек для получения оптимального уровня видеосигнала.
СОСТАВ СИСТЕМЫ
Оптический измеритель располагался вблизи подающего рольганга на расстоянии 2 м от проката, как показано на рис. 3. Дополнительных мер по принудительному охлаждению корпуса или очистке оптики измерителя в процессе промышленной эксплуатации не потребовалось. Калибровка измерителя производилась предварительно в лаборатории, поэтому после монтажа потребовалось ввести в систему только расстояние от его оптической оси до линии реза слитка. Большой допустимый диапазон изменения расстояния
до слитка существенно облегчил размещение измерителя вблизи рольганга.
В качестве встроенного компьютера измерителя использовалась процессорная плата PCM-3350 (фирма Advantech), выполненная в формате PC/104. Программное обеспечение оптического измерителя функционировало в операционной системе MS-DOS, которая позволила реализовать режим «жёсткого» реального времени. Данные передавались по интерфейсу RS-485 с темпом 100 информационных телеграмм в секунду. В каждой информационной телеграмме содержались данные о текущем положении переднего края слитка относительно измерителя, а также текущие значения скорости слитка и его бокового смещения.
Рисунок 3 – Расположение оптического измерителя относительно подающего рольганга
На рис. 4 приведена общая схема измерительной системы. Для организации связи между измерителем и постом оператора по интерфейсу RS-485 применялся конвертер интерфейса I-7120. В промышленном компьютере, размещённом на посту оператора-резчика, использована процессорная плата ROCKY-512 (ICP) с установленным процессором GX1/300 МГц. В корпусе компьютера PAC-106 (ICP) размещался блок питания NLP65 (Artesyn Technologies).
Рисунок 4 – Структурная схема измерительной системы
В приведённой на рис. 4 структуре системы информация, полученная от оптического измерителя, выдаётся на компьютер оператора-резчика. На дисплее отображается координата переднего края слитка относительно линии реза ножниц. Ориентируясь по значению этой координаты, оператор производит порезку слитка на заготовки-блюмы требуемой длины. Для регистрации факта порезки сигнал реза от ножниц подаётся через плату дискретного ввода PCL-730 (Advantech) в компьютер, где в локальной базе данных создаётся новая запись о времени порезки, длине блюма и его порядковом номере. Программное компьютера резчика реализовано в операционной среде Linux. Это позволило организовать в реальном времени как отображение информации для резчика, так и её передачу в систему учёта и мониторинга проката верхнего уровня.
ИНТЕГРАЦИЯ С СИСТЕМОЙ УЧЁТА ПРОИЗВОДСТВА
Информационная сеть соединяет компьютер оператора с сервером системы учёта. Данные о текущей порезке в реальном времени поступают в систему цехового учёта. Существующая в этой системе информация о плавках, марках стали и заказах соотносится с текущими результатами порезки. Полученные данные выводятся в систему общего мониторинга производства в той части, которая касается прохождения металла через ножницы блюминга. Список использованной литературы 1. Азин Е., Будаква С., Кузьмин А., Фонотов И. Информационная система резчика слябов в обжимном цехе // Современные технологии автоматизации. 2001. № 1. С. 22- 25.
2. Иерусалимов И. П., Суковатин И. В. Исследование динамики продвижения слитка в МНЛЗ // Сталь. 2003. № 4. С. 26-29.
3. Аникин А., Иерусалимов И., Суковатин И. Оптический измеритель скорости слитка машины непрерывного литья заготовок // Современные технологии автоматизации. 2001. № 4. С. 22-26.
Автобиография
Автореферат
Перечень ссылок
Отчет о поиске
Индивидуальное задание