专利名称：连铸机的拉矫机速度检测处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及连铸机的拉矫机速度检测处理系统。
背景技术：
在连铸工艺中，连铸机的拉矫机速度控制是连铸机的三大关键技术之一，拉矫机 的拉速控制水平直接影响连铸坯的产量和质量以及连铸机控制系统的安全。拉速控制的好 坏取决于外部检测信号的可靠性以及正确性。获取所述外部检测信号的拉速检测设备一般 选用测速发电机或编码器。为了确保所述外部检测信号的可靠，连铸机的整条连铸生产线 一般会使用三个以上的拉速检测设备，尤其是上送引锭的连铸机，才能实现上送引锭与下 出热坯的生产过程同时进行。 为实现信号的实时传输并保证控制装置的工作可靠，具有多个拉速检测设备的拉 矫机速度检测处理系统采用了如下二种方案。 第一种方案是每台拉矫电机对应一台控制装置，不同拉矫电机的拉速检测设备获 取的外部检测信号引入对应的控制装置，通过所述控制装置对所述拉矫机的拉速进行控 制。这种方案能方便地获取外部检测信号，实现动态反馈控制。但是，由于该方案采用的控 制装置数量多，因此维护量大，投资成本高。 第二种方案是根据生产工艺和过程的要求将拉矫电机进行分组，一般分为二组， 每组拉矫电机选用一台控制装置。每台控制装置可互为备用，拖动所有拉矫电机。通过多 路选择开关选择不同的拉矫电机拉速检测设备作为反馈源，然后将反馈信号引入对应的控 制装置，通过所述控制装置对所述拉矫机的拉速进行控制。所述控制装置大多选用直流控 制装置，所述拉速检测设备一般选用测速发电机。这种方案采用的控制装置数量少，进而维 护量小，投资成本低。但是，由于该方案利用多路选择开关来选择反馈源，因此不能实现无 扰动切换，容易发生断浇等生产事故。 因此，有必要提供一种改进的连铸机的拉矫机速度检测处理系统来克服上述缺 陷。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种连铸机的拉矫机速度检测处理系统，能在实现控制
拉矫机的拉速的前提下，无扰动选择作为反馈源的测速发电机，避免断浇事故发生。 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种连铸机的拉矫机速度检测处理系统，
包括多个测速发电机、直流调速装置、操作台以及可编程逻辑控制器。所述操作台发送选择
指令，所述选择指令包含所述多个测速发电机中指定的测速发电机的信息。所述可编程逻
辑控制器与所述多个测速发电机、所述直流调速装置以及所述操作台分别连接，所述可编
程逻辑控制器根据所述操作台发送的选择指令判断所述指定的测速发电机的工作状态，并
根据所述判断的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速装置。 在本实用新型的一个实施例中，所述可编程逻辑控制器包括指令接收模块和工作状态判断处理模块。所述指令接收模块与所述操作台连接，所述指令接收模块接收所述操
作台发送的选择指令。所述工作状态判断处理模块与所述指令接收模块、所述多个测速发
电机以及所述直流调速装置相连，所述工作状态判断处理模块根据所述指令接收模块接收
的选择指令判断所述指定的测速发电机的工作状态，并对所述判断的结果进行分析，根据
所述分析的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速装置。 在本实用新型的另一个实施例中，所述工作状态判断处理模块包括第一判断子模
块以及第一处理子模块。所述第一判断子模块与所述指令接收模块以及所述多个测速发
电机相连，所述第一判断模块根据所述指令接收模块接收的选择指令判断所述指定的测速
发电机的工作状态。所述第一处理子模块与所述第一判断子模块以及所述直流调速装置连
接，当所述第一判断模块判断的结果为正常状态时，所述第一处理子模块发送所述指定的
测速发电机的反馈信号到所述直流调速装置。 在本实用新型的再一实施例中，所述工作状态判断处理模块还包括第二判断子模 块以及第二处理子模块。所述第二判断模块与所述第一判断子模块以及所述多个测速发电 机连接，当所述第一判断模块判断的结果为故障状态时，所述第二判断子模块判断其他所 有测速发电机的工作状态。所述第二处理子模块与所述第二判断子模块以及所述直流调速 装置连接，当所述第二判断子模块判断的任一结果为正常状态时，所述第二处理子模块发 送所述正常状态的测速发电机的反馈信号到所述直流调速装置。 在本实用新型的另一实施例中，所述可编程逻辑控制器还包括电枢电压采集模 块、信号转换模块。所述电枢电压采集模块采集连铸机的电枢电压信号。所述信号转换模 块与所述电枢电压采集模块相连，所述信号转换模块将所述电枢电压采集模块采集的电枢 电压信号转换为反馈速度信号，其中转换公式为nl = VaX a ， nl为反馈速度值，Va为电 枢电压值，a为电压换算系数。所述工作状态判断处理模块还包括第三处理子模块。所述 第三处理子模块与所述信号转换模块、所述第二判断子模块以及所述直流调速装置连接， 当所述第二判断子模块判断的所有结果为故障状态时，所述第三处理子模块发送所述信号 转换模块转换的反馈速度信号到所述直流调速装置。 在本实用新型的再一实施例中，所述第一判断子模块和第二判断子模块均包括速 度给定信号接收单元、运行状态确定单元以及反馈信号获取单元。所述速度给定信号接收 单元与所述操作台连接，所述速度给定信号接收单元接收所述操作台发送的速度给定信 号。所述运行状态确定单元与所述直流调速装置连接，运行状态确定单元确定所述直流调 速装置的运行状态。所述反馈信号获取单元与所述多个测速发电机连接，用于获取当前的 测速发电机的反馈信号。所述工作状态确定单元与所述速度给定信号接收单元、所述运行 状态确定单元、所述反馈信号获取单元连接，所述工作状态确定单元根据所述速度给定信 号接收单元接收的给定信号、所述运行状态确定单元确定的运行状态、以及所述反馈信号 获取单元获取的反馈信号确定所述测速发电机的工作状态。 在本实用新型的再一实施例中，所述第一判断子模块和第二判断子模块均还包括 偏差确定单元以及偏差时间确定单元。所述偏差确定单元与所述速度给定信号接收单元以 及所述反馈信号获取单元相连，所述偏差确定单元确定所述速度给定信号接收单元接收的 速度给定信号与所述反馈信号获取单元获取的反馈信号的偏差。所述偏差时间确定单元与 所述偏差确定模块相连，所述偏差时间确定单元确定所述偏差确定模块持续偏差的时间。所述工作状态确定单元与所述偏差确定单元、所述偏差时间确定单元相连，并根据所述偏 差确定单元确定的偏差以及所述偏差时间确定单元确定的时间确定所述测速发电机的工 作状态。 与现有技术相比，本实用新型连铸机的拉矫机速度检测处理系统通过操作台的选 择指令来选择作为反馈的测速发电机，所述可编程逻辑控制器判断所述操作台选择的作为 反馈的测速发电机的工作状态，并根据所述判断的结果选取反馈信号。当所述可编程逻辑 控制器判断操作台选择的测速发电机工作状态为正常状态时，发送该测速发电机的反馈信 号给直流调速装置；当所述可编程逻辑控制器判断操作台选择的测速发电机工作状态为故 障状态时，发送其他处于正常工作状态的测速发电机的反馈信号给直流调速装置。因此本 系统能在实现控制拉矫机的拉速的前提下，无扰动选择作为反馈源的测速发电机，避免断 浇事故发生。 通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本 实用新型的实施例。
图1为本实用新型连铸机的拉矫机速度检测处理系统的结构框图。 图2为图1所示拉矫机速度检测处理系统的第一判断模块的结构框图。。
具体实施方式现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元 件。如上所述，本实用新型提供了一种连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其通过操作台的 选择指令来选择作为反馈的测速发电机，所述可编程逻辑控制器判断所述操作台选择的作 为反馈的测速发电机的工作状态，并根据所述判断的结果选取反馈信号。本系统能在实现 控制拉矫机的拉速的前提下，无扰动选择作为反馈源的测速发电机，避免断浇事故发生。 本实施例的连铸机的扇形段共有17段。其中第l段至第5段为一组，称为弯曲 段，第6段至第17段为一组，称为直线段。如图l所示，所述连铸机的拉矫机速度检测处 理系统包括多个测速发电机、操作台200、可编程逻辑控制器(PLC, Programmable logic Controller)400以及直流调速装置300。所述测速发电机包括位于第2段的测速发电机 110以及第5段的测速发电机120，以及位于第9段的测速发电机130、第13段的测速发电 机140、第17段的测速发电机150。 所述操作台200发送选择指令，所述选择指令包含所述多个测速发电机110、120、 130、140、150中指定的测速发电机的信息。操作台选择作为反馈的测速发电机，例如测速发 电机110，并将该选择指令发送给所述可编程逻辑控制器400。所述测速发电机110、120、 130、 140、 150发送的信号为0至60V，对应转速为0至1000转/分钟，所述信号经过分压电 阻(10K/50K)分压后，变成0至10V。 所述可编程逻辑控制器400与所述多个测速发电机110、120、130、140、150、所述 直流调速装置300以及所述操作台100分别连接，所述可编程逻辑控制器400根据所述操 作台200发送的选择指令判断所述指定的测速发电机110的工作状态(判断原理下面会详 细说明)，并根据所述判断的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速装置。当所述可编程逻辑控制器400判断测速发电机110工作状态为正常状态时，发送测速发电 机110的反馈信号给直流调速装置；当所述可编程逻辑控制器400判断测速发电机110工 作状态为故障状态时，发送其他处于正常工作状态的测速发电机的反馈信号给直流调速装置。 所述可编程逻辑控制器400包括指令接收模块410、工作状态判断处理模块420、 电枢电压采集模块430以及信号转换模块440。 所述指令接收模块410与所述操作台200连接，所述指令接收模块410接收所述 操作台200发送的选择测速发电机110作为反馈的指令。 所述工作状态判断处理模块420与所述指令接收模块410、所述多个测速发电机 110、 120、 130、 140、 150以及所述直流调速装置300相连，所述工作状态判断处理模块420根 据所述指令接收模块410接收的选择指令判断测速发电机110的工作状态，并对所述判断 的结果进行分析，根据所述分析的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速 装置300。 所述工作状态判断处理模块420包括第一判断子模块421、第一处理子模块422、 第二判断子模块431以及第二处理子模块432、第三处理子模块433。 所述第一判断子模块421与所述指令接收模块410以及所述多个测速发电机110、 120、 130、 140、 150相连，所述第一判断模块421根据所述指令接收模块410接收的选择指令 判断测速发电机110的工作状态。可以理解地，如果操作台200发送的选择指令是将测速 发电机120作为反馈的指令，则所述第一判断模块421判断测速发电机120的工作状态，如 此类推。 所述第一处理子模块422与所述第一判断子模块421以及所述直流调速装置300
连接，当所述第一判断模块421判断测速发电机110的工作状态为正常状态时，所述第一处
理子模块422发送测速发电机110的反馈信号到所述直流调速装置300。 所述第二判断模块431与所述第一判断子模块421以及所述多个测速发电机110、
120、130、140、150连接，当所述第一判断模块421判断测速发电机110的工作状态为故障状
态时，所述第二判断子模块431发送测速发电机110的故障信号给所述操作台200，并判断
其他所有测速发电机120、 130、 140、 150的工作状态。具体地，所述第二判断子模块431选
择下一个测速发电机(测速发电机120、130、140、150中的任意一个)，同时对所述选择的测
速发电机进行判断处理，如此反复，直到找到一台正常的测速发电机为止， 所述第二处理子模块432与所述第二判断子模块431以及所述直流调速装置300
连接，当所述第二判断子模块431判断的任一结果为正常状态时，所述第二处理子模块432
发送所述正常状态的测速发电机的反馈信号到所述直流调速装置300。 所述电枢电压采集模块430采集连铸机的电枢电压信号。 所述信号转换模块440与所述电枢电压采集模块430相连，所述信号转换模块440 将所述电枢电压采集模块430采集的电枢电压信号转换为反馈速度信号，其中转换公式 为nl = VaX a ， nl为反馈速度值，Va为电枢电压值，a为电压换算系数。 所述第三处理子模块433与所述信号转换模块440、所述第二判断子模块431以 及所述直流调速装置300连接，当所述第二判断子模块431判断的所有结果为故障状态时 (即如果找不到正常的测速发电机)，所述第三处理子模块433发送所述信号转换模块440转换的反馈速度信号到所述直流调速装置300，以维持运行，确保本次浇铸过程能正常结 束。 具体地，参考图2，所述第一判断子模块421和第二判断子模块431均包括速度给 定信号接收单元610、运行状态确定单元620、反馈信号获取单元630、偏差确定单元650、偏 差时间确定单元660、以及工作状态确定单元640。 所述速度给定信号接收单元610与所述操作台200连接，所述速度给定信号接收 单元610接收所述操作台200发送的速度给定信号SP，以根据所述速度给定信号对所述直 流调速装置300进行相应的逻辑控制与速度控制。需要提出的是，所述可编程逻辑控制器 400对所述速度给定信号SP进行数字/模拟(D/A)转换，并把所述转换后的速度给定信号 发送给直流调速装置300，作为直流调速装置300的速度给定SP，从而通过所述直流调速装 置300对所述拉矫机的拉速进行控制。 所述运行状态确定单元620与所述直流调速装置300连接，所述运行状态确定单 元620确定所述直流调速装置300的运行状态。 所述反馈信号获取单元630与所述多个测速发电机110、 120、 130、 140、 150连接，
用于获取当前的测速发电机的反馈信号。例如，当对测速发电机110的工作状态进行判断 时，所述反馈信号获取单元630获取测速发电机110的反馈信号。 所述偏差确定单元650与所述速度给定信号接收单元610以及所述反馈信号获取 单元630相连，所述偏差确定单元650确定所述速度给定信号接收单元610接收的速度给 定信号与所述反馈信号获取单元630获取的反馈信号的偏差。 所述偏差时间确定单元660与所述偏差确定模块650相连，所述偏差时间确定单 元660确定所述偏差确定单元650持续偏差的时间。 所述工作状态确定单元640与所述速度给定信号接收单元610、运行状态确定单 元620、反馈信号获取单元630、偏差确定单元650以及偏差时间确定单元660连接。 所述工作状态确定单元640根据所述速度给定信号接收单元610接收的给定信 号、所述运行状态确定单元620确定的运行状态、以及所述反馈信号获取单元630获取的 反馈信号确定所述测速发电机的工作状态。当速度给定SP不小于0. 2米/秒(SP > 0. 2 米/秒)并且直流调速装置300正在运行(F= 1)时，如果测速发电机反馈信号PV为 0 (PV《0. 2米/秒)，则判断该测速发电机发生断线或停转故障。另外，所述工作状态确定 单元640根据所述偏差确定单元650确定的偏差以及所述偏差时间确定单元660确定的时 间确定所述测速发电机的工作状态。当反馈信号PV与给定信号SP的偏差大于给定信号 的2% (I (SP-PV)/SP| >2%)，并且所述偏差超过设置的时间(t〉tl，tl一般选为3秒) 时，说明测速发电机与传动机构的机械连接不牢固或对中偏差过大，导致打滑，则判断该测 速发电机发生了反馈信号偏差故障。非上述两种情况，所述工作状态确定单元640判断所 述测速发电机的工作状态正常。 需要提出的是，所述工作状态判断处理子模块420还可以包括预处理模块，所述 预处理模块与所述指令接收模块410以及所述多个测速发电机110、 120、 130、 140、 150连 接。所述预处理模块接收测速发电机110分压后的信号，并对所述信号进行模拟/数字(A/ D)转换，进而对数字/模拟转換后的信号进行上下限幅，例如，拉矫机的拉速范围为0至 2. 5米/分，所述预处理模块的允许给定拉速为0. 2至2. 4米/分。则当给定拉速小于0. 2米/分时，所述预处理模块作零速处理，当给定拉速大于2. 4米/分时，所述预处理模块将 所述给定拉速限幅为2. 4米/分。所述第一判断子模块421和第二判断子模块431均对信 号输入到所述预处理模块的测速发电机110的工作状态进行判断。 由上可以看出，本实施例连铸机的拉矫机速度检测处理系统通过操作台的选择 200指令来选择作为反馈的测速发电机，所述可编程逻辑控制器400判断所述操作台200选 择的作为反馈的测速发电机的工作状态，并根据所述判断的结果选取反馈信号。当所述可 编程逻辑控制器400判断操作台200选择的测速发电机工作状态为正常状态时，发送该测 速发电机的反馈信号给直流调速装置；当所述可编程逻辑控制器400判断操作台200选择 的测速发电机工作状态为故障状态时，发送其他处于正常工作状态的测速发电机的反馈信 号给直流调速装置；当所述可编程逻辑控制器400判断没有正常工作状态的测速发电机， 则发送经电枢电压信号转换的反馈速度信号给直流调速装置300。因此本系统能在实现控 制拉矫机的拉速的前提下，无扰动选择作为反馈源的测速发电机，避免断浇事故发生。 可以理解地，虽然本实施例中操作台200选取的作为反馈的测速发电机为110，但 是其他测速发电机120、 130、 140、 150也是可以的，当选取其他测速发电机时，本实用新型 的工作原理类似，在此不再赘述。 以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭 示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
权利要求一种连铸机的拉矫机速度检测处理系统，包括多个测速发电机以及直流调速装置，其特征在于，还包括操作台，所述操作台发送选择指令，所述选择指令包含所述多个测速发电机中指定的测速发电机的信息；以及可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器与所述多个测速发电机、所述直流调速装置以及所述操作台分别连接，所述可编程逻辑控制器根据所述操作台发送的选择指令判断所述指定的测速发电机的工作状态，并根据所述判断的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速装置。
2. 如权利要求1所述的连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器包括指令接收模块，所述指令接收模块与所述操作台连接，所述指令接收模块接收所述操作台发送的选择指令；以及工作状态判断处理模块，所述工作状态判断处理模块与所述指令接收模块、所述多个测速发电机以及所述直流调速装置相连，所述工作状态判断处理模块根据所述指令接收模块接收的选择指令判断所述指定的测速发电机的工作状态，并对所述判断的结果进行分析，根据所述分析的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速装置。
3. 如权利要求2所述的连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其特征在于，所述工作状态判断处理模块包括第一判断子模块，所述第一判断子模块与所述指令接收模块以及所述多个测速发电机相连，所述第一判断模块根据所述指令接收模块接收的选择指令判断所述指定的测速发电机的工作状态；第一处理子模块，所述第一处理子模块与所述第一判断子模块以及所述直流调速装置连接，当所述第一判断模块判断的结果为正常状态时，所述第一处理子模块发送所述指定的测速发电机的反馈信号到所述直流调速装置。
4. 如权利要求3所述的连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其特征在于，所述工作状态判断处理模块还包括第二判断子模块，所述第二判断模块与所述第一判断子模块以及所述多个测速发电机连接，当所述第一判断模块判断的结果为故障状态时，所述第二判断子模块判断其他所有测速发电机的工作状态；以及第二处理子模块，所述第二处理子模块与所述第二判断子模块以及所述直流调速装置连接，当所述第二判断子模块判断的任一结果为正常状态时，所述第二处理子模块发送所述正常状态的测速发电机的反馈信号到所述直流调速装置。
5. 如权利要求4所述的连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器还包括电枢电压采集模块，所述电枢电压采集模块采集连铸机的电枢电压信号；以及信号转换模块，所述信号转换模块与所述电枢电压采集模块相连，所述信号转换模块将所述电枢电压采集模块采集的电枢电压信号转换为反馈速度信号，其中转换公式为nl=VaX a ，nl为反馈速度值，Va为电枢电压值，a为电压换算系数，贝U，所述工作状态判断处理模块还包括第三处理子模块，所述第三处理子模块与所述信号转换模块、所述第二判断子模块以及所述直流调速装置连接，当所述第二判断子模块判断的所有结果为故障状态时，所述第三处理子模块发送所述信号转换模块转换的反馈速度信号到所述直流调速装置。
6. 如权利要求5所述的连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其特征在于，所述第一判断子模块和第二判断子模块均包括速度给定信号接收单元，所述速度给定信号接收单元与所述操作台连接，所述速度给定信号接收单元接收所述操作台发送的速度给定信号；运行状态确定单元，所述运行状态确定单元与所述直流调速装置连接，所述运行状态确定单元确定所述直流调速装置的运行状态；反馈信号获取单元，所述反馈信号获取单元与所述多个测速发电机连接，用于获取当前的测速发电机的反馈信号；以及工作状态确定单元，所述工作状态确定单元与所述速度给定信号接收单元、所述运行状态确定单元、所述馈信号获取单元连接，所述工作状态确定单元根据所述速度给定信号接收单元接收的给定信号、所述运行状态确定单元确定的运行状态、以及所述馈信号获取单元获取的反馈信号确定所述测速发电机的工作状态。
7. 如权利要求6所述的连铸机的拉矫机速度检测处理系统，其特征在于，所述第一判断子模块和第二判断子模块均还包括偏差确定单元，所述偏差确定单元与所述速度给定信号接收单元以及所述反馈信号获取单元相连，所述偏差确定单元确定所述速度给定信号接收单元接收的速度给定信号与所述反馈信号获取单元获取的反馈信号的偏差；偏差时间确定单元，所述偏差时间确定单元与所述偏差确定模块相连，所述偏差时间确定单元确定所述偏差确定单元持续偏差的时间，贝U，所述工作状态确定单元与所述偏差确定单元、所述偏差时间确定单元相连，所述工作状态确定单元根据所述偏差确定单元确定的偏差以及所述偏差时间确定单元确定的时间确定所述测速发电机的工作状态。
专利摘要本实用新型公开了一种连铸机的拉矫机速度检测处理系统，包括多个测速发电机、直流调速装置、操作台以及可编程逻辑控制器。所述可编程逻辑控制器与所述多个测速发电机、所述直流调速装置以及所述操作台分别连接。所述操作台发送选择指令，所述选择指令包含所述多个测速发电机中指定的测速发电机的信息。所述可编程逻辑控制器根据所述操作台发送的选择指令判断所述指定的测速发电机的工作状态，并根据所述判断的结果获取反馈信号，发送所述反馈信号到所述直流调速装置。本实用新型能在实现控制拉矫机的拉速的前提下，无扰动选择作为反馈源的测速发电机，避免断浇事故发生。
文档编号B22D11/12GK201524779SQ200920229519
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者汤耀林, 马建平 申请人:武汉钢铁(集团)公司