專利名稱：硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測裝置及檢測方法。
背景技術：
取向硅鋼旋轉式高溫退火爐由液壓系統驅動，間歇式作業。在相同的時間間隔內將爐子準確地旋轉相同的角度。從工藝角度，合理地控制旋轉速度，減小爐床旋轉過渡過程的時間對提高加熱爐的產能具有積極的意義。
現有技術中對旋轉式高溫退火爐爐床旋轉行程的檢測是采用基于非接觸式檢測原理的直線位移傳感器。這種傳感器由于其工作原理固有的局限性，加之在推動爐床旋轉過程中因其液壓系統調速時存在的沖擊等因素，在實際檢測過程中維護量很大并且使用壽命很短(平均在3個月左右)，因此對完成正常測量任務影響較大。為檢測爐床旋轉的瞬時速度，還須另外配置速度檢測傳感器和自動記錄儀來獲取旋轉速度的數據和曲線，因此存在成本高及安裝繁瑣，維護工作量大的弊端。使用的速度檢測傳感器也只在調試過程中使用，在調試結束后即取下，由于不能在實際工作時使用，因此不能適時監測，因此無法了解設備工作時的狀態，由于設備運行一段時間后容易出現速度漂移等情況，但按目前的檢測方法卻不能及時被發現，因此影響正常的生產節奏。
發明內容
本發明的目的在于克服現有測量旋轉式退火爐旋轉行程和速度方法的不足，提供一種更加可靠且能滿足測量精度要求的檢測裝置及方法，通過該裝置及方法可以實現對退火爐的旋轉行程及速度進行監測。
本發明所述目的是通過如下方案實現的一種硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，將拉線編碼器安裝于液壓缸缸體2-1上，編碼器拉索1-1的端頭固定于液壓缸推桿2-2的活塞端，編碼器1的輸出端通過信號電纜3連接過程控制計算機4的輸入端，過程控制計算機4的輸出端連接上位機5。
一種硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度檢測方法，拉線編碼器將采集到的液壓缸推桿移動的行程轉換成脈沖序列通過信號電纜傳輸到過程控制計算機內的高速計數模板，經高速計數模板按常規方法處理后得到爐床旋轉行程，再通過對旋轉行程進行微分計算得到爐床旋轉速度，將所得速度利用公知方法轉換成時間速度曲線，將所述行程、速度及時間速度曲線通過上位機的顯示器顯示即可。
由于本發明采用了一體化的拉線編碼器取代了傳統的非接觸式位移檢測傳感器，并在測量過程中實現了計算機化，不必再配置額外的速度傳感器和記錄儀，從而使系統結構及安裝都得到了簡化，降低了成本，也大大提高了數據管理的能力和效率。同時，本系統設備工作可靠維護簡便，使用壽命大大增加，至少可達三年以上。
本發明不僅可以在調試時使用，而且在爐床工作中同樣可以使用，由于行程、速度及時間速度曲線能隨時在顯示器上顯示，使生產人員能隨時監測爐床旋轉當前的實際位置和運動速度，增強了生產過程的透明度，可隨時發現工作中存在的問題而隨時處理，因而不會影響生產的正常進行。
本發明將爐床旋轉的實際行程、速度反饋到過程控制計算機中，再利用過程控制計算機對液壓系統進行控制即可實現爐床的精確定位，構成了對爐床行程的閉環控制，因此利于推廣應用。
圖1是本發明所述檢測裝置的結構示意圖；圖2是液壓缸與退火爐相互位置關系的結構示意圖；圖3是退火爐液壓驅動系統結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明本發明優選的實施例。
硅鋼旋轉式退火爐通過液壓缸進行驅動旋轉在退火爐8的下端設置液壓缸9，將液壓缸9的缸體進行固定，可以將缸體固定在地面上或支架上，也可以在缸體與地面或支架之間設置可旋轉的軸，這樣可以使液壓缸與支架或地面之間能夠實現小角度擺動，從而方便推動退火爐旋轉。在所述退火爐8上設置與液壓缸9的推桿接觸的擋塊6，擋塊6為多個且平均分布在退火爐外表面的圓周上，通過液壓缸9的推桿作用在擋塊6上實現推動退火爐8旋轉的目的。本發明所述硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度檢測裝置的具體結構為，將拉線編碼器安裝于液壓缸9的缸體上，編碼器1的拉索端頭固定于液壓缸9的推桿的活塞端，編碼器1的輸出端通過信號電纜3連接過程控制計算機4的輸入端，過程控制計算機4的輸出端連接上位機5。為使編碼器的電氣特性與計算機控制系統相匹配，在過程控制計算機4與編碼器1的輸出端之間的信號電纜3上還串接有信號適配器7，本實施方式特別采用了獨立的信號適配器(EMB)，EMB的推挽式電路使輸出部分與輸入信號隔離，同時提高了信號的頻率特性，有利于長線路上的信號傳輸，并與輸出級相匹配。
通過安裝于退火爐8主液壓驅動缸體上的拉線編碼器沿推桿方向測量位移，編碼器1輸出信號通過信號適配器(EMB)7將調制后的信號傳遞到過程控制計算機4，經計算機處理后得到爐床旋轉的行程實際值和爐床旋轉的瞬時速度值。具體方法為，拉線編碼器1將采集到的液壓缸推桿移動的行程轉換成脈沖序列通過信號電纜3傳輸到過程控制計算機4內的高速計數模板，經高速計數模板按常規方法處理后得到爐床旋轉行程，再通過對旋轉行程進行微分計算得到爐床旋轉速度，將所得速度利用公知方法轉換成時間速度曲線，將所述行程、速度及時間速度曲線通過上位機5的顯示器顯示即可。
同時，還可以在上位機中采用數據庫系統對過程控制計算機計算輸出的數據進行歷史數據歸檔。借助于數據庫的功能可以方便地完成對歷史數據的統計、查詢等管理工作。
將所得速度轉換成時間速度曲線的方法是公知的，比如可以采用西門子WinCC軟件，軟件可以安裝在過程控制計算機4內，也可以安裝在上位機5內。
由EMB將輸出脈沖信號傳遞到過程控制計算機的高速計數模塊(FM)。在FM模塊中以連續方式對輸入脈沖進行計數。根據機械角行程與電氣度數的關系及編碼器的分度，在過程控制計算機中將所讀取的數據轉換為爐床旋轉的實際行程。采用本套檢測方法所檢測爐床旋轉的行程的誤差為±1mm。對于爐床旋轉速度的檢測基于了旋轉行程的檢測。在實際情況下，運動中的液壓驅動缸的瞬時速度與爐床旋轉行程間存在關于時間的微分關系。可通過對旋轉行程進行微分計算而得到爐床運動的瞬時速度。因此本檢測方法中不再額外配置速度傳感器。
所使用的信號適配器的型號可以是EMB5L8/24P5L或EMB5L8/24P8/24P。
在實際應用中，一般退火爐的實際檢測點與控制設備間距離往往很遠因而信號電纜較長(＞300M)，為增強傳輸的信號，同時能消除在信號傳輸過程中由于電氣干擾的作用而在編碼器的輸出端采用了長線驅動器。這樣存在的干擾基本上屬于共模干擾，故對數據的發送和接收在兩個互補的通道中以差動方式進行。
另外，為了方便根據本發明所述檢測裝置和檢測方法實現對驅動系統的控制，可以將過程控制計算機4的輸出端連接液壓驅動系統的輸入端，液壓驅動系統的輸出端連接液壓缸，使用現在公知的控制方法實現對液壓驅動系統的控制。
圖3是退火爐液壓驅動系統結構示意圖。在過程控制計算機將行程、速度及時間速度曲線傳輸給上位機的同時，根據比例換向閥的流量特性，將速度的電氣控制信號轉化為液壓系統的控制信號連續輸出給與其連接的比例放大器，通過比例放大器輸出給液壓系統的控制閥組，實現液壓缸的速度控制。
需要說明的是，本發明所述技術方案并不限于對硅鋼旋轉式退火爐的爐床進行檢測，對于其他旋轉爐床如加熱爐等，也都可以應用本發明所述技術方案實現旋轉行程及速度的檢測，因此也都在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，其特征在于拉線編碼器(1)安裝于液壓缸(9)的缸體上，編碼器拉索(1-1)的端頭固定于液壓缸推桿的活塞端，編碼器(1)的輸出端通過信號電纜(3)連接過程控制計算機(4)的輸入端，過程控制計算機(4)的輸出端連接上位機(5)。
2.根據權利要求1所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，其特征在于所述過程控制計算機(4)與編碼器(1)的輸出端之間的信號電纜(3)上還串接有信號適配器(7)。
3.根據權利要求2所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，其特征在于所述信號適配器的型號是EMB5L8/24P5L或EMB5L8/24P8/24P。
4.根據權利要求1所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，其特征在于所述編碼器的輸出端采用長線驅動器。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，其特征在于退火爐通過液壓缸驅動旋轉將液壓缸缸體進行固定，在所述退火爐上設置與液壓缸推桿接觸的擋塊(6)。
6.根據權利要求5所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置，其特征在于過程控制計算機(4)的輸出端連接液壓驅動系統的輸入端，液壓驅動系統的輸出端連接液壓缸。
7.一種利用權利要求1所述硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度檢測裝置進行檢測的方法，其特征在于拉線編碼器將采集到的液壓缸推桿移動的行程轉換成脈沖序列通過信號電纜傳輸到過程控制計算機內的高速計數模板，經高速計數模板按常規方法處理后得到爐床旋轉行程，再通過對旋轉行程進行微分計算得到爐床旋轉速度，將所得速度利用公知方法轉換成時間速度曲線，將所述行程、速度及時間速度曲線通過上位機的顯示器顯示即可。
8.根據權利要求7所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測方法，其特征在于過程控制計算機(4)或上位機(5)內設置有用于繪制時間速度曲線的西門子WinCC軟件。
9.根據權利要求7所述的硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測方法，其特征在于過程控制計算機將行程、速度及時間速度曲線傳輸給上位機的同時，將速度值轉化成液壓系統的控制信號連續輸出給與其連接的比例放大器，通過比例放大器輸出給液壓系統控制閥組從而實現對液壓缸的控制。
全文摘要
硅鋼旋轉式退火爐爐床旋轉行程及速度的檢測裝置及方法，涉及一種檢測方法。為克服現有測量旋轉式退火爐旋轉行程和速度方法的不足，本發明提供一種檢測裝置和一種檢測方法，通過安裝于退火爐液壓缸上的拉線編碼器沿推桿方向測量位移。編碼器輸出信號通過信號適配器(EMB)將調制后的信號傳遞到過程控制計算機。經計算機處理后得到爐床旋轉的行程實際值和爐床旋轉的瞬時速度值。本發明采用了一體化的拉線編碼器取代了傳統的非接觸式位移檢測傳感器，并在測量過程中實現了計算機化，從而使系統結構得到了簡化，降低了成本，也大大提高了數據管理的能力和效率，使用壽命大大增強，同時增強了生產過程的透明度，因此利于推廣應用。
文檔編號G01D5/244GK101063622SQ200710052428
公開日2007年10月31日 申請日期2007年6月8日 優先權日2007年6月8日
發明者王衛平, 陳艾華, 田宏燾, 劉艷, 胡楚飛, 黃久嶺, 葉勇 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司