自动定尺切割系统在小方坯连铸机的应用.pdf

使用与维护
第32卷2014年第5期(总第173期
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自动定尺切割系统在小方坯连铸机的应用
王喆纪云龙孙占英
(安钢计控处钢区自动化部安阳455000)
【摘要】结合自动定尺切割系统在小方坯连铸机上的应用情況,闻述了系统的组成和功能,可供类似系
统改造参考和借鉴
关键词】因像处理技术定尺切应用
Application of Automatic Sizing Cutting System on Small Billet Caster
WANG Zhe, JI Yun-long, SUN Zhan-ying
(Stee/ Zone Automation Department of Anstee/Measuring and Control Division, Anyang 455000)
(Abstract) Combined with the application situation of automatic sizing cutting system on the
small billet caster, elaborate the composition and function of this system. It provides reference for the
similar system retorming
[Key words] Image treatment technology, sizing cut, application
传统方坯切割中通常采用碰球机械式的定尺
热方环坯
切割方式,由于机械磨损等缺陷,造成定尺位置的
判断错误,定尺切割不稳定。采用人工目测进行
切割,定尺误差大,操作工人劳动强度大,铸坯混
切割枪
号的工艺事故频发。而采用摄像定尺系统可在线
摄象机
识别定尺位置,通过计算机系统和PLC系统相结
合的方式,提高剪切精度、准确度和切割的自动化
图像系统中控
信号
水平。
转换器
工控机
数字
图像果集单元信号
1切割系统组成和基本工艺流程
模式识别处理单元
图形对比换算单元
定尺切割系统主要由高清红外摄像机、定尺切
信号输出单元
开关量信号
PILC系统
割控制器、自主式夹持切割枪、输送辊道系统组成,
系统产生信号后利用公用PIC系统来执行切割。
图1系统组成及基本工作流程示意
(1)红外高清摄像机的分布:单台摄像机照射
角度为150°,经过1台摄像机无法计算满足六流小信号输出单元和转换器组成。图像采集单元采集
方坯全部成像的要求,采用两台摄像机,每台摄像摄像机传回的实时图像并在显示器上显示出热方
机负责3个流,解决了六流小方坯的成像问题。随坏运行的轨迹。模式识别处理和图形对比换算单
着产品开发和市场的需要,固定的12m定尺已经元是控制器的核心,对影像轨迹进行数学化的运
无法满足需要,定尺要求在6~12m的范围内可以算。在主界面中显示的横向的双绿线或双红线
调节,为此又増加两台摄像机,定尺分配6~9m由(颜色可变,主要用于区分不同的铸坯)的范围内,
第一组摄像机完成,9~12m由第二组摄像机完成,就是数学化后产生的方坯运行轨迹。红色的短竖
如果需要新的定尺,还可以增加第三组、第四组摄线为定尺的切割点。信号输出单元和转换器主要
像机,实现定尺的成像。
是生成可执行的D0电信号,用以驱动切割枪进行
(2)系统工作原理:定尺切割控制器由图像采切割。
集单元、模式识别处理单元、图型对比换算单元
(3)辊道系统:每个流由3台电动机通过链式
第32卷2014年第5期(总第173期)
使用与维护
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传动的方式驱动链轮辊道运转,可以分段单独控证了在连续生产的过程中出现摄像机故障时问题
制,当切割完毕后,辊道自动启动,将切割好的方的迅速处理。
坯送到下一道工序
(2)传统机械式切割系统误差范围在0~30m
(4)公用PLC系统:采用1台S7-400PLC,基本之内,自动定尺切割系统的识别误差0~5m,误差
技术参数是RAM128k字节、装载存储器最大可扩范围大大降低。
展到15M字节、编程语言STEP7。公用LC除了承
(3)增加了手动修改定尺与定尺列表功能,不
担铸坯自动切割控制和切割辊道自动控制外,还仅可手动灵活更改定尺,还可将生产计划提前输
承担着液压、二冷配水、大包回转台、中包车、烤包入定尺列表,系统根据列表内容自动切换定尺并
系统、出坯系统等多个小系统的自动控制,所以采同步显示剩余支数,列表中定尺内容可随意删除
用高档高性能的S7-400系列PIC,型号为414-2。或添加。
(5)自动定尺切割系统基本工艺流程:小方坯
(4)实现了光标键可对定尺实时跟踪,不断显
从结晶器中出来,经过拉矫机进入定尺切割系统,示钢坯长度数据。监视器实时显示当前的热钢坯
红外摄像机远距离采集运行钢坯的长度信息,经的运行状态,显示相应参数,如切割状态,实时定
过图像处理与比对,按设定定尺的要求,计算出正尺长度、修正量、切割根数及产量等。
确铸坯定尺位置,当铸坯头部到达相应位置时,信
(5)增加了以班次为基础的生产管理功能
号输出单元发出操作指令,并转换为PLC系统接每班接班时必须电子签到,签到后当班的定尺、钢
受的开关量电信号,控制执行机构对热钢坯进行环规格、数量等数据,记入该班生产数据库。生产
正确剪切。
数据库査询按日、月査询生产中各种数据,当
査询完毕后,打印机将此结果实时在线打印生成
2定尺切割系统的功能
报表。
非接触式定尺切割系统采用VB语言编程,同
时为铸坯的物料跟踪、铸坯的定重切割预留了标3结東语
准的接口。系统中集成了 DRAGL数据库和OPC
定尺切割系统以非接触式为其最大特点,由
协议,使其可以方便的与现有的物流系统进行连于定尺切割控制器可以单独自成系统,因此可以
接与数据交换。自动定尺切割系统的主要功能
针对不同类型的PLC系统、不同的切割车进行精
(1)定尺的自动标定,在定尺切割系统初次工度的提升改造,甚至是不同铸坯系统都可以进行
作时需要一个标定的动作,标定好的数据存储在实施与改造,具有十分广阔的前景
系统中,当摄像机需要更换时,不需要进行再次标
(2013-04-16收稿
定,系统可以自动将上次的标定数据上传,从而保
上接第2页]
块的使用,但是外来人员不能看到功能块内部程增强了现场备件使用的灵活性,更好的满足了现
序,有效实现技术保密。
场生产的要求。
5结论
参考文献
通过对传统主令控制器的研究,利用开关接
[]王永军.数字逻辑与数字系统[M].北京:电子工业出
点和二进制机器码的对应关系,实现了开关接点版社,002:1-24
和对应二进制码的转换,再通过PLC程序的逻辑
?]摩常初S7-300/400PIC应用技术[M北京:机械エ
转换功能,实现二进制码之间的转换,从而通过程
业出版社,2005:83-1