一种入炉辊道运送板坯的智能控制系统、方法及装置与流程

1.本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种入炉辊道运送板坯的智能控制系统、方法及装置。


背景技术：

2.近年来，钢铁行业的产能在不断扩大呈现瓶颈阶段，产能提升到一定程度后，提升的空间明显不足，各个钢铁厂加快了工艺技术及系统优化，不断扩充库容量及加快上料节奏，以期待提高生产节奏来提升产能。
3.辊道是轧钢车间运送轧件的主要设备，其重量占整个轧钢车间设备总重量的40％左右，是轧钢车间中使用最多的设备。板坯由天车吊运上辊道，由辊运送入加热炉，然后在轧机上往复轧制及轧后输送到精整工序等工作均由辊道来完成。尤其是加热炉入炉辊道，不仅是运送板坯入炉的设备，而且能做为板坯库的延伸库缓解高库存时的库位紧张问题。目前由于辊道收料、上料结构不均衡，辊道联锁功能限制，造成了原料过长时间的等待，降低了生产节奏。随着轧制节奏的加快，板坯库的装钢能力不能满足轧线提速的要求，如何使入炉辊道最大化上料，解决板坯库库存问题，是加快上料频率，提升产能的一种非常有效的方式。
4.辊道的传动形式有集体传动，单独传动和空转辊道三种。其中单独传动辊道每个辊子或每两个辊子由一个单独电动机带动。单独传动辊道通常用于长距离的轧件的传送。新式的高速热轧机及连续式热轧机一般都采用单独传动系统，单独传动辊道的电气设备比较复杂。
5.目前入炉辊道面临着几个方面的问题，阻碍了以辊道代库的功能，使辊道无法到达最大化上料问题：一是辊道信号没有收集，控制系统无法得知辊道上板坯数据。二是天车吊运板坯放到辊道上后，如果吊运顺序出现异常，辊道传动封锁，板坯停在当前辊道。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种入炉辊道运送板坯的智能控制系统、方法及装置，本发明收集辊道数据信息，分析装炉板坯上料顺序及待上料板坯存放的库位与辊道的对应关系，让辊道上的板坯运送到尽可能靠近加热炉的位置，为后续板坯腾出辊道位可继续上料。
7.本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种入炉辊道运送板坯的智能控制系统，包括控制系统，所述控制系统通过通讯模块接收辊道设备发送的辊道运送信息数据以及天车设备发送的天车吊运板坯信息数据；
8.所述控制系统内建立有板坯号与板坯装炉顺序的对应关系，以及板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系；
9.所述控制系统用于实时记录板坯辊道跟踪数据,包括各板坯在辊道上的起始辊道位、当前辊道位及目标位；
10.所述控制系统根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，发送相应的指令给辊道设备和天车设备，实现板坯按设定的板坯装炉顺序进入加热炉。
11.进一步地，根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，具体包括：
12.按照装炉顺序依次检核各个板坯，从第一个装炉顺序号对应的板坯开始检核，检核板坯时判断当前检核的板坯是否符合上料条件，若当前板坯符合上料条件，分析当前板坯的目标位并将后一个板坯的目标位更新为最终目标位，同时发送辊道暂停指令给辊道设备，控制辊道暂停，以及根据板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系确定当前板坯所在跨区以及当前板坯对应的上料辊道，发送天车吊运指令给当前板坯所在跨区的天车设备，控制当前板坯所在跨区的天车设备将当前板坯吊运到其对应的上料辊道上，当前板坯检核完成后，按先后顺序继续检核没有上料的板坯；若当前板坯不符合上料条件，则按先后顺序继续检核没有上料的板坯；
13.判断是否符合上料条件，具体包括：若当前板坯的前一个板坯需要经过当前板坯对应的上料辊道但还没有经过该上料辊道，则判定其不符合上料条件，否则，判定其符合上料条件；
14.分析当前板坯的目标位，具体包括：判断当前板坯的装炉顺序号是否为最先顺序，如果是，则该板坯的目标位是最终目标位，如果不是，判断前一块板坯是否已经上料，如果前一块板坯没有上料，则该板坯的目标位为与前一个板坯上料辊道相邻但远离加热炉方向的辊道位，如果前一块板坯已经上料，则该板坯的目标位为最终目标位。
15.进一步地，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，解锁辊道运送该板坯，若该板坯的目标位不是最终目标位时，则该板坯被运送到目标位后就自动封锁辊道，等待前一块板坯上料后解锁辊道，板坯继续往前运送。
16.进一步地，在控制系统内建立数据库，用于存放记录的板坯辊道跟踪数据。
17.进一步地，辊道运送信息数据包括辊道号以及位于各辊道上的板坯的板坯号、顺序号，所述天车吊运板坯信息数据包括卸下板坯的板坯号、顺序号及板坯卸下后放置的辊道号。
18.本发明公开了一种入炉辊道运送板坯的智能控制方法，包括如下步骤：
19.建立板坯装炉顺序；
20.建立板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系；
21.实时收集辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据；
22.实时记录板坯辊道跟踪数据；
23.根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，发送相应的指令给辊道设备和天车设备，实现板坯按设定的板坯装炉顺序进入加热炉。
24.进一步地，根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，具体包括：
25.按照装炉顺序依次检核各个板坯，从第一个装炉顺序号对应的板坯开始检核，检核板坯时判断当前检核的板坯是否符合上料条件，若当前板坯符合上料条件，分析当前板
坯的目标位并将后一个板坯的目标位更新为最终目标位，同时发送辊道暂停指令给辊道设备，控制辊道暂停，以及根据板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系确定当前板坯所在跨区以及当前板坯对应的上料辊道，发送天车吊运指令给当前板坯所在跨区的天车设备，控制当前板坯所在跨区的天车设备将当前板坯吊运到其对应的上料辊道上，当前板坯检核完成后，按先后顺序继续检核没有上料的板坯；若当前板坯不符合上料条件，则按先后顺序继续检核没有上料的板坯；
26.判断是否符合上料条件，具体包括：若当前板坯的前一个板坯需要经过当前板坯对应的上料辊道但还没有经过该上料辊道，则判定其不符合上料条件，否则，判定其符合上料条件；
27.分析当前板坯的目标位，具体包括：判断当前板坯的装炉顺序号是否为最先顺序，如果是，则该板坯的目标位是最终目标位，如果不是，判断前一块板坯是否已经上料，如果前一块板坯没有上料，则该板坯的目标位为与前一个板坯上料辊道相邻但远离加热炉方向的辊道位，如果前一块板坯已经上料，则该板坯的目标位为最终目标位。
28.进一步地，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，解锁辊道运送该板坯，若该板坯的目标位不是最终目标位时，则该板坯被运送到目标位后就自动封锁辊道，等待前一块板坯上料后解锁辊道，板坯继续往前运送。
29.进一步地，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，控制系统将所有辊道上的板坯进行依次检查，依次比较所有辊道上位置相邻的两个板坯的顺序号，如果两个板坯中靠近加热炉的辊道上的板坯的顺序号小于远离加热炉的辊道上的板坯的顺序号，则解锁辊道，如果两个板坯中靠近加热炉的辊道上的板坯的顺序号大于远离加热炉的辊道上的板坯的顺序号，则封锁所有辊道。
30.进一步地，在控制系统内建立数据库，用于存放记录的板坯辊道跟踪数据；辊道运送信息数据包括辊道号以及位于各辊道上的板坯的板坯号、顺序号，所述天车吊运板坯信息数据包括卸下板坯的板坯号、顺序号及板坯卸下后放置的辊道号。
31.本发明还公开了一种入炉辊道运送板坯的智能控制装置，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行上述入炉辊道运送板坯的智能控制方法的步骤。
32.本发明至少具有如下有益效果：本发明以辊道代库，解决高倒垛率潮汐收料、上料模式下的板坯库稳定运行，大大缓解辊道不行走、天车等板坯的现象。
33.按一般钢铁企业每日750块板坯的收料能力，本发明应用后能满足700块板坯的上料能力。上料能力由143秒/块板坯，提升至满足110秒/块钢，满足轧线生产节奏，降低成本费用。
34.采用本发明的方案减少板坯在辊道上的等待，提高运行节奏，预计减少板坯在收料辊道停留时间1分钟，减少板坯在上料消耗时间1分钟，按辊道上每停留1分钟板坯温度下降2℃，升高1℃板坯需要消耗费用0.06元，按一般钢铁企业年度热装比率50％，年度产量550万吨，测算年度降本550*2*2*0.5*0.06＝66万元。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
36.图1为本发明实施例提供的制造系统与辊道设备的通讯关系示意图；
37.图2为本发明实施例提供的辊道上料运送示意图；
38.图3为本发明实施例提供的入炉辊道运送板坯的智能控制系统的示意图；
39.图4为本发明实施例提供的辊道信息电文的示意图；
40.图5为本发明实施例提供的天车吊运板坯卸下电文的示意图。
具体实施方式
41.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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明在一级设备(辊道和天车属于一级设备)、控制系统二级设备(二级设备是个服务器)与制造系统三级之间建立通讯连接，如果三级与一级联动需要有个服务器做转接信息。记录每根辊道上板坯初始辊道位、当前辊道位及目标位，收集辊道的信息数据上传给制造系统，并在制造系统进行分析，依据上料顺序来控制辊道送运板坯所到达的辊道位。
43.实施例一
44.参见图1至图3，本发明实施例提供一种入炉辊道运送板坯的智能控制系统，包括控制系统，所述控制系统通过通讯模块接收辊道设备发送的辊道运送信息数据以及天车设备发送的天车吊运板坯信息数据；
45.所述控制系统内建立有板坯号与板坯装炉顺序的对应关系，以及板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系；
46.所述控制系统用于实时记录板坯辊道跟踪数据,包括各板坯在辊道上的起始辊道位、当前辊道位及目标位；
47.所述控制系统根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，发送相应的指令给辊道设备和天车设备，实现板坯按设定的板坯装炉顺序进入加热炉。
48.进一步地，根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，具体包括：按照装炉顺序依次检核各个板坯，从第一个装炉顺序号对应的板坯开始检核，检核板坯时判断当前检核的板坯是否符合上料条件，若当前板坯符合上料条件，分析当前板坯的目标位并将后一个板坯的目标位更新为最终目标位，同时发送辊道暂停指令给辊道设备，控制辊道暂停，以及根据板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系确定当前板坯所在跨区以及当前板坯对应的上料辊道，发送天车吊运指令给当前板坯所在跨区的天车设备，控制当前板坯所在跨区的天车设备将当前板坯吊运到其对应的上料辊道上，当前板坯检核完成后，按先后顺序继续检核没有上料的板坯；若当前板坯不符合上料条件，则按先后顺序继续检核没有上料的板坯；
49.判断是否符合上料条件，具体包括：若当前板坯的前一个板坯需要经过当前板坯
对应的上料辊道但还没有经过该上料辊道(还没有经过该上料辊道包括位于该上料辊道前以及位于该上料辊道上)，则判定其不符合上料条件，否则，判定其符合上料条件；
50.分析当前板坯的目标位，具体包括：判断当前板坯的装炉顺序号是否为最先顺序，如果是，则该板坯的目标位是最终目标位，如果不是，判断前一块板坯是否已经上料，如果前一块板坯没有上料，则该板坯的目标位为与前一个板坯上料辊道相邻但远离加热炉方向的辊道位，如果前一块板坯已经上料，则该板坯的目标位为最终目标位。
51.天车在吊起这块板坯时就会发封锁辊道的指令，不管这块板坯是否符合装炉顺序。只要吊起板坯，而且板坯的目的地是辊道位时，都需要发封锁辊道指令，直到板坯卸下后再来判定吊上的这块板坯是否符合装炉顺序，符合就发解锁辊道指令，不符合就继续封锁。
52.进一步地，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，解锁辊道运送该板坯，若该板坯的目标位不是最终目标位时，则该板坯被运送到目标位后就自动封锁辊道，等待前一块板坯上料后解锁辊道，板坯继续往前运送。本实施例可以将最终目标位设置为加热炉。
53.进一步地，在控制系统内建立数据库，用于存放记录的板坯辊道跟踪数据。
54.进一步地，辊道运送信息数据包括辊道号以及位于各辊道上的板坯的板坯号、顺序号，所述天车吊运板坯信息数据包括卸下板坯的板坯号、顺序号及板坯卸下后放置的辊道号。
55.实施例二
56.本发明实施例公开了一种入炉辊道运送板坯的智能控制方法，包括如下步骤：
57.建立板坯装炉顺序；
58.建立板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系；
59.建立通讯，实时收集辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据；
60.实时记录板坯辊道跟踪数据；
61.根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，发送相应的指令给辊道设备和天车设备，实现板坯按设定的板坯装炉顺序进入加热炉。
62.进一步地，根据板坯辊道跟踪数据、辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据进行逻辑分析，具体包括：
63.通过装炉顺序依次检核各个板坯，从第一个装炉顺序号对应的板坯开始，检核板坯时判断当前检核的板坯是否符合上料条件，若当前板坯符合上料条件，分析当前板坯的目标位并将后一个板坯的目标位更新为最终目标位，并发送给辊道设备，同时发送辊道暂停指令给辊道设备，控制辊道暂停，以及根据板坯装炉顺序与板坯所在跨区、上料辊道的对应关系确定当前板坯所在跨区以及当前板坯对应的上料辊道，发送天车吊运指令给当前板坯所在跨区的天车设备，控制当前板坯所在跨区的天车设备将当前板坯吊运到其对应的上料辊道上，当前板坯检核完成后，按先后顺序继续检核没有上料的板坯；若当前板坯不符合上料条件，则按先后顺序继续检核没有上料的板坯；如参见图2，检核1号、2号板坯都满足上料条件，检核3号板坯时，3号板坯不满足上料条件，则继续检核4号，4号板坯满足上料条件，4号板坯检核完成后，继续检核3号板坯。
64.判断是否符合上料条件，具体包括：若当前板坯的前一个板坯需要经过当前板坯对应的上料辊道但还没有经过该上料辊道(还没有经过该上料辊道包括位于该上料辊道前以及位于该上料辊道上)，则判定其不符合上料条件，否则，判定其符合上料条件；
65.分析当前板坯的目标位，具体包括：判断当前板坯的装炉顺序号是否为最先顺序(在所有还没入炉的板坯顺序号中，判断当前板坯的装炉顺序号是否为最小板坯顺序号)，如果是，则该板坯的目标位是最终目标位，如果不是，判断前一块板坯是否已经上料，如果前一块板坯没有上料，则该板坯的目标位为与前一个板坯上料辊道相邻但远离加热炉方向的辊道位，如果前一块板坯已经上料，则该板坯的目标位为最终目标位。
66.参见图2，如当前板坯为4号，则吊起4号板坯上料时需要判断3号板坯是否已经上料，如果3号板坯没有上料，则4号板坯的目标位为3号板坯上料辊道a2的后一个辊道位a3)。
67.进一步地，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，解锁辊道运送该板坯，若该板坯的目标位不是最终目标位时，则该板坯被运送到目标位后就自动封锁辊道，等待前一块板坯上料后解锁辊道，板坯继续往前运送。
68.当最靠近加热炉跨区对应的上料辊道为a2时，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，解锁辊道运送该板坯，当该板坯的目标位是位于辊道a2远离加热炉一侧的辊道位(如a3、a4或a5等)时，则该板坯被运送到目标位后就自动封锁辊道，等待前一块板坯上料后解锁辊道，板坯继续往前运送。
69.进一步地，在控制系统内建立数据库，用于存放记录的板坯辊道跟踪数据，记录板坯在辊道上的起始辊道位，当前辊道位及目标位。
70.进一步地，建立通讯，实时收集辊道运送信息数据以及天车吊运板坯信息数据，具体包括：增加通讯中间件，接收辊道一级设备发送的辊道信息电文，辊道信息电文内容包含电文号、辊道号、板坯号等，参见图4所示。
71.接收天车设备发送的天车吊运板坯卸下电文，记录板坯号及卸下后放在哪根辊道上等相应信息，参见图5所示。电文由通讯中间件转发至制造系统。
72.建立板坯装炉顺序及库位与上料辊道对应关系，具体包括：在制造系统建立板坯装炉顺序，板坯需严格按顺序入加热炉，将板坯所在跨区与上料辊道建立对应关系，每组辊道对应不同的原料跨，板坯上料依据对应关系找到上料的辊道后再发送天车吊运指令。
73.进一步地，当每一块上料板坯从天车设备卸下到上料辊道后，控制系统将所有辊道上的板坯进行依次检查，依次比较所有辊道上位置相邻的两个板坯(如比较a2辊道、a3辊道上的板坯)的顺序号，如果两个板坯中靠近加热炉的辊道上的板坯的顺序号小于远离加热炉的辊道上的板坯的顺序号，则解锁辊道，如果两个板坯中靠近加热炉的辊道上的板坯的顺序号大于远离加热炉的辊道上的板坯的顺序号，则封锁所有辊道，采取下一步措施，如可以控制天车将两块板坯互换位置等等。
74.实施例三
75.本发明实施例还公开了一种入炉辊道运送板坯的智能控制装置，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行如实施例二所述方法的步骤。
76.本发明以辊道代库，解决高倒垛率潮汐收料、上料模式下的板坯库稳定运行，大大缓解辊道不行走、天车等板坯的现象；
77.按一般钢铁企业每日750块板坯的收料能力，本发明应用后能满足700块板坯的上料能力。上料能力由143秒/块板坯，提升至满足110秒/块钢，满足轧线生产节奏，降低成本费用极高。
78.减少板坯在辊道上的等待，提高运行节奏。预计减少板坯在收料辊道停留时间1分钟，减少板坯在上料消耗时间1分钟，按辊道上每停留1分钟板坯温度下降2℃，升高1℃板坯需要消耗费用0.06元，按一般钢铁企业年度热装比率50％，年度产量550万吨，测算年度降本550*2*2*0.5*0.06＝66万元。
79.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
80.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
81.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
82.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
83.对于软件实现，本技术中描述的技术可用执行本技术所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
84.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性
的或者”。