专利名称：硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置及检测方法。
背景技术：
取向硅钢旋转式高温退火炉由液压系统驱动，间歇式作业。在相同的时间间隔内将炉子准确地旋转相同的角度。从工艺角度，合理地控制旋转速度，减小炉床旋转过渡过程的时间对提高加热炉的产能具有积极的意义。
现有技术中对旋转式高温退火炉炉床旋转行程的检测是采用基于非接触式检测原理的直线位移传感器。这种传感器由于其工作原理固有的局限性，加之在推动炉床旋转过程中因其液压系统调速时存在的冲击等因素，在实际检测过程中维护量很大并且使用寿命很短(平均在3个月左右)，因此对完成正常测量任务影响较大。为检测炉床旋转的瞬时速度，还须另外配置速度检测传感器和自动记录仪来获取旋转速度的数据和曲线，因此存在成本高及安装繁琐，维护工作量大的弊端。使用的速度检测传感器也只在调试过程中使用，在调试结束后即取下，由于不能在实际工作时使用，因此不能适时监测，因此无法了解设备工作时的状态，由于设备运行一段时间后容易出现速度漂移等情况，但按目前的检测方法却不能及时被发现，因此影响正常的生产节奏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有测量旋转式退火炉旋转行程和速度方法的不足，提供一种更加可靠且能满足测量精度要求的检测装置及方法，通过该装置及方法可以实现对退火炉的旋转行程及速度进行监测。
本发明所述目的是通过如下方案实现的一种硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，将拉线编码器安装于液压缸缸体2-1上，编码器拉索1-1的端头固定于液压缸推杆2-2的活塞端，编码器1的输出端通过信号电缆3连接过程控制计算机4的输入端，过程控制计算机4的输出端连接上位机5。
一种硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度检测方法，拉线编码器将采集到的液压缸推杆移动的行程转换成脉冲序列通过信号电缆传输到过程控制计算机内的高速计数模板，经高速计数模板按常规方法处理后得到炉床旋转行程，再通过对旋转行程进行微分计算得到炉床旋转速度，将所得速度利用公知方法转换成时间速度曲线，将所述行程、速度及时间速度曲线通过上位机的显示器显示即可。
由于本发明采用了一体化的拉线编码器取代了传统的非接触式位移检测传感器，并在测量过程中实现了计算机化，不必再配置额外的速度传感器和记录仪，从而使系统结构及安装都得到了简化，降低了成本，也大大提高了数据管理的能力和效率。同时，本系统设备工作可靠维护简便，使用寿命大大增加，至少可达三年以上。
本发明不仅可以在调试时使用，而且在炉床工作中同样可以使用，由于行程、速度及时间速度曲线能随时在显示器上显示，使生产人员能随时监测炉床旋转当前的实际位置和运动速度，增强了生产过程的透明度，可随时发现工作中存在的问题而随时处理，因而不会影响生产的正常进行。
本发明将炉床旋转的实际行程、速度反馈到过程控制计算机中，再利用过程控制计算机对液压系统进行控制即可实现炉床的精确定位，构成了对炉床行程的闭环控制，因此利于推广应用。
图1是本发明所述检测装置的结构示意图；图2是液压缸与退火炉相互位置关系的结构示意图；图3是退火炉液压驱动系统结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明优选的实施例。
硅钢旋转式退火炉通过液压缸进行驱动旋转在退火炉8的下端设置液压缸9，将液压缸9的缸体进行固定，可以将缸体固定在地面上或支架上，也可以在缸体与地面或支架之间设置可旋转的轴，这样可以使液压缸与支架或地面之间能够实现小角度摆动，从而方便推动退火炉旋转。在所述退火炉8上设置与液压缸9的推杆接触的挡块6，挡块6为多个且平均分布在退火炉外表面的圆周上，通过液压缸9的推杆作用在挡块6上实现推动退火炉8旋转的目的。本发明所述硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度检测装置的具体结构为，将拉线编码器安装于液压缸9的缸体上，编码器1的拉索端头固定于液压缸9的推杆的活塞端，编码器1的输出端通过信号电缆3连接过程控制计算机4的输入端，过程控制计算机4的输出端连接上位机5。为使编码器的电气特性与计算机控制系统相匹配，在过程控制计算机4与编码器1的输出端之间的信号电缆3上还串接有信号适配器7，本实施方式特别采用了独立的信号适配器(EMB)，EMB的推挽式电路使输出部分与输入信号隔离，同时提高了信号的频率特性，有利于长线路上的信号传输，并与输出级相匹配。
通过安装于退火炉8主液压驱动缸体上的拉线编码器沿推杆方向测量位移，编码器1输出信号通过信号适配器(EMB)7将调制后的信号传递到过程控制计算机4，经计算机处理后得到炉床旋转的行程实际值和炉床旋转的瞬时速度值。具体方法为，拉线编码器1将采集到的液压缸推杆移动的行程转换成脉冲序列通过信号电缆3传输到过程控制计算机4内的高速计数模板，经高速计数模板按常规方法处理后得到炉床旋转行程，再通过对旋转行程进行微分计算得到炉床旋转速度，将所得速度利用公知方法转换成时间速度曲线，将所述行程、速度及时间速度曲线通过上位机5的显示器显示即可。
同时，还可以在上位机中采用数据库系统对过程控制计算机计算输出的数据进行历史数据归档。借助于数据库的功能可以方便地完成对历史数据的统计、查询等管理工作。
将所得速度转换成时间速度曲线的方法是公知的，比如可以采用西门子WinCC软件，软件可以安装在过程控制计算机4内，也可以安装在上位机5内。
由EMB将输出脉冲信号传递到过程控制计算机的高速计数模块(FM)。在FM模块中以连续方式对输入脉冲进行计数。根据机械角行程与电气度数的关系及编码器的分度，在过程控制计算机中将所读取的数据转换为炉床旋转的实际行程。采用本套检测方法所检测炉床旋转的行程的误差为±1mm。对于炉床旋转速度的检测基于了旋转行程的检测。在实际情况下，运动中的液压驱动缸的瞬时速度与炉床旋转行程间存在关于时间的微分关系。可通过对旋转行程进行微分计算而得到炉床运动的瞬时速度。因此本检测方法中不再额外配置速度传感器。
所使用的信号适配器的型号可以是EMB5L8/24P5L或EMB5L8/24P8/24P。
在实际应用中，一般退火炉的实际检测点与控制设备间距离往往很远因而信号电缆较长(＞300M)，为增强传输的信号，同时能消除在信号传输过程中由于电气干扰的作用而在编码器的输出端采用了长线驱动器。这样存在的干扰基本上属于共模干扰，故对数据的发送和接收在两个互补的通道中以差动方式进行。
另外，为了方便根据本发明所述检测装置和检测方法实现对驱动系统的控制，可以将过程控制计算机4的输出端连接液压驱动系统的输入端，液压驱动系统的输出端连接液压缸，使用现在公知的控制方法实现对液压驱动系统的控制。
图3是退火炉液压驱动系统结构示意图。在过程控制计算机将行程、速度及时间速度曲线传输给上位机的同时，根据比例换向阀的流量特性，将速度的电气控制信号转化为液压系统的控制信号连续输出给与其连接的比例放大器，通过比例放大器输出给液压系统的控制阀组，实现液压缸的速度控制。
需要说明的是，本发明所述技术方案并不限于对硅钢旋转式退火炉的炉床进行检测，对于其他旋转炉床如加热炉等，也都可以应用本发明所述技术方案实现旋转行程及速度的检测，因此也都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，其特征在于拉线编码器(1)安装于液压缸(9)的缸体上，编码器拉索(1-1)的端头固定于液压缸推杆的活塞端，编码器(1)的输出端通过信号电缆(3)连接过程控制计算机(4)的输入端，过程控制计算机(4)的输出端连接上位机(5)。
2.根据权利要求1所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，其特征在于所述过程控制计算机(4)与编码器(1)的输出端之间的信号电缆(3)上还串接有信号适配器(7)。
3.根据权利要求2所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，其特征在于所述信号适配器的型号是EMB5L8/24P5L或EMB5L8/24P8/24P。
4.根据权利要求1所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，其特征在于所述编码器的输出端采用长线驱动器。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，其特征在于退火炉通过液压缸驱动旋转将液压缸缸体进行固定，在所述退火炉上设置与液压缸推杆接触的挡块(6)。
6.根据权利要求5所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置，其特征在于过程控制计算机(4)的输出端连接液压驱动系统的输入端，液压驱动系统的输出端连接液压缸。
7.一种利用权利要求1所述硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度检测装置进行检测的方法，其特征在于拉线编码器将采集到的液压缸推杆移动的行程转换成脉冲序列通过信号电缆传输到过程控制计算机内的高速计数模板，经高速计数模板按常规方法处理后得到炉床旋转行程，再通过对旋转行程进行微分计算得到炉床旋转速度，将所得速度利用公知方法转换成时间速度曲线，将所述行程、速度及时间速度曲线通过上位机的显示器显示即可。
8.根据权利要求7所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测方法，其特征在于过程控制计算机(4)或上位机(5)内设置有用于绘制时间速度曲线的西门子WinCC软件。
9.根据权利要求7所述的硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测方法，其特征在于过程控制计算机将行程、速度及时间速度曲线传输给上位机的同时，将速度值转化成液压系统的控制信号连续输出给与其连接的比例放大器，通过比例放大器输出给液压系统控制阀组从而实现对液压缸的控制。
全文摘要
硅钢旋转式退火炉炉床旋转行程及速度的检测装置及方法，涉及一种检测方法。为克服现有测量旋转式退火炉旋转行程和速度方法的不足，本发明提供一种检测装置和一种检测方法，通过安装于退火炉液压缸上的拉线编码器沿推杆方向测量位移。编码器输出信号通过信号适配器(EMB)将调制后的信号传递到过程控制计算机。经计算机处理后得到炉床旋转的行程实际值和炉床旋转的瞬时速度值。本发明采用了一体化的拉线编码器取代了传统的非接触式位移检测传感器，并在测量过程中实现了计算机化，从而使系统结构得到了简化，降低了成本，也大大提高了数据管理的能力和效率，使用寿命大大增强，同时增强了生产过程的透明度，因此利于推广应用。
文档编号G01D5/244GK101063622SQ200710052428
公开日2007年10月31日 申请日期2007年6月8日 优先权日2007年6月8日
发明者王卫平, 陈艾华, 田宏焘, 刘艳, 胡楚飞, 黄久岭, 叶勇 申请人:武汉钢铁(集团)公司