双边剪机架移位故障判断装置、方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种双边剪机架移位故障判断装置、方法、系统、设备及介质。

背景技术：

中厚板生产工序中，双边剪是钢板最终定宽的完成设备，其负责把经过轧制和矫直的钢板中两侧多余的部分切除。但是，当双边剪机架横移机构出现移位故障时，剪切出的中厚板宽度会出现误差。若中厚板宽度出现的误差过大，可能造成剪切出的中厚板不符合生产要求，从而增加了企业的生产成本。因此需要一种能够对双边剪机架进行移位故障判断的装置及方法。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双边剪机架移位故障判断装置、方法、系统、设备及介质，用于解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双边剪机架移位故障判断装置，其中，双边剪包括双边剪机架、锁紧缸和曲轴；还包括有：

压力检测元件，设置于所述锁紧缸的出口处，用于实时检测锁紧缸油管内的压力数据；

激光测距仪，设置于所述双边剪机架的移动侧，用于实时检测所述双边剪机架移动侧的横移量；

编码器，设置于所述曲轴处，用于实时检测所述曲轴的运动状态及运动位置；

控制器，与所述压力检测元件、激光测距仪、编码器连接，用于实时获取检测的锁紧缸油管内的压力数据、检测的双边剪机架移动侧横移量、检测的曲轴运动状态及运动位置；并对实时获取的数据进行判断，确定所述双边剪机架是否出现移位故障。

可选地，所述控制器对实时获取的锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧横移量、曲轴的运动状态及运动位置进行判断时，还包括进行以下处理：

将所述压力检测元件检测的压力数据转换为十进制的压力数值，和/或将所述激光测距仪检测的双边剪机架移动侧横移量转换为十进制的双边剪机架开口度值，和/或将所述编码器检测的曲轴运动状态及运动位置转换为0～360°的角度值。

可选地，在某一时刻，若所述控制器判断出获取的所述锁紧缸油管内的压力数据小于预设压力值；

以及，判断出获取的所述双边剪机架移动侧的横移量大于预设距离值；

以及，判断出获取的所述曲轴的运动状态与曲轴正常剪切时的运动状态不一致；

以及，判断出获取的所述曲轴的运动位置不位于曲轴正常剪切时的运动位置范围内；

则确定在该时刻下，所述双边剪机架出现移位故障。

可选地，还包括有工控机；所述工控机与所述控制器连接，用于显示实时检测的锁紧缸油管内压力数据、实时检测的双边剪机架移动侧横移量、实时检测的曲轴运动状态及运动位置、以及双边剪机架移位故障判断结果。

可选地，在双边剪开始剪切钢板前，还包括将所述双边剪机架的开口度调整至预定位置，并通过所述锁紧缸锁紧所述双边剪机架的移动侧。

本发明还提供一种双边剪机架移位故障判断方法，包括以下步骤：

实时获取锁紧缸油管内的压力数据；

实时获取双边剪机架移动侧的横移量；

实时获取曲轴的运动状态及运动位置；

对实时获取的锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧的横移量、曲轴的运动状态及运动位置进行判断，确定所述双边剪机架是否出现移位故障。

可选地，在某一时刻，若判断出获取的所述锁紧缸油管内的压力数据小于预设压力值；

以及，判断出获取的所述双边剪机架移动侧的横移量大于预设距离值；

以及，判断出获取的所述曲轴的运动状态与曲轴正常剪切时的运动状态不一致；

以及，判断出获取的所述曲轴的运动位置不位于曲轴正常剪切时的运动位置范围内；

则确定在该时刻下，所述双边剪机架出现移位故障。

本发明还提供一种双边剪机架移位故障判断系统，包括有：

采集模块，用于实时获取锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧的横移量、曲轴的运动状态及运动位置；

判断模块，与所述采集模块连接，用于根据实时获取的锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧的横移量、曲轴的运动状态及运动位置判断双边剪机架是否出现移位故障；

显示模块，与所述判断模块连接，用于显示移位故障判断结果。

本发明还提供一种双边剪机架移位故障判断设备，包括：

一个或多个处理器；和

其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行如上述任一所述的方法。

本发明还提供一个或多个机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得设备执行如上述任一所述的方法。

如上，本发明提供一种双边剪机架移位故障判断装置、方法、系统、设备及介质，具有以下有益效果：通过将压力检测元件设置于锁紧缸的出口处，实时检测锁紧缸油管内的压力数据；并将激光测距仪设置于双边剪机架的移动侧，实时检测双边剪机架移动侧的横移量；以及将编码器设置于曲轴处，实时检测曲轴的运动状态及运动位置；最后通过控制器连接压力检测元件、激光测距仪、编码器，实时获取检测的锁紧缸油管内的压力数据、检测的双边剪机架移动侧横移量、检测的曲轴运动状态及运动位置；并通过控制器对实时获取的数据进行判断，确定双边剪机架是否出现移位故障。本发明通过监测双边剪剪切钢板时的运行数据，即实时检测机架横移数值变化趋势、机架锁紧缸压力变化趋势以及曲轴的运动状态及运动位置，再对实时检测的运行数据进行判断，根据判断结果来确定双边剪机架是否出现横移故障。

附图说明

图1为一实施例提供的双边剪机架移位故障判断装置的硬件结构示意图；

图2为一实施例提供的双边剪机架移位故障判断系统的硬件结构示意图。

元件标号说明

1控制器

2工控机

3i/o接口模组

4编码器

5第一压力检测元件

6第二压力检测元件

7激光测距仪

m10采集模块

m20判断模块

m30显示模块

具体实施方式

在中厚板钢铁的生产过程中，发明人发现，双边剪可能出现液压锁紧缸控制阀泄露、压紧碟簧的压紧力不足以及退刀机构出现故障等问题，而由于这些问题在发生初期都比较隐蔽，即使出现了这些问题，双边剪在初期依然能够“带病”运行。但是，随着双边剪“带病”运行时间增长，双边剪会加剧劣化，从而使得双边剪机架的位移量越来越大，导致双边剪剪切出的中厚板呈现出头小尾大的台阶状，不符合企业的生产标准，甚至不符合国家标准。因此本发明提供一种双边剪机架移位故障判断装置，通过将压力检测元件设置于锁紧缸的出口处，实时检测锁紧缸油管内的压力数据；并将激光测距仪设置于双边剪机架的移动侧，实时检测双边剪机架移动侧的横移量；以及将编码器设置于曲轴处，实时检测曲轴的运动状态及运动位置；最后通过控制器连接压力检测元件、激光测距仪、编码器，实时获取检测的锁紧缸油管内的压力数据、检测的双边剪机架移动侧横移量、检测的曲轴运动状态及运动位置；并通过控制器对实时获取的数据进行判断，确定双边剪机架是否出现移位故障。本发明通过监测双边剪剪切钢板时的运行数据，即实时检测机架横移数值变化趋势、机架锁紧缸压力变化趋势以及曲轴的运动状态及运动位置，再对实时检测的运行数据进行判断，根据判断结果来确定双边剪机架是否出现横移故障。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种双边剪机架移位故障判断装置，其中，双边剪包括双边剪机架、锁紧缸和曲轴；还包括有：

压力检测元件，设置于锁紧缸的出口处，用于实时检测锁紧缸油管内的压力数据；

激光测距仪，设置于双边剪机架的移动侧，用于实时检测双边剪机架移动侧的横移量；

编码器，设置于曲轴处，用于实时检测曲轴的运动状态及运动位置；

控制器，与压力检测元件、激光测距仪、编码器连接，用于实时获取检测的锁紧缸油管内的压力数据、检测的双边剪机架移动侧横移量、检测的曲轴运动状态及运动位置；并对实时获取的数据进行判断，确定双边剪机架是否出现移位故障。

本实施例通过将压力检测元件设置于锁紧缸的出口处，实时检测锁紧缸油管内的压力数据；并将激光测距仪设置于双边剪机架的移动侧，实时检测双边剪机架移动侧的横移量；以及将编码器设置于曲轴处，实时检测曲轴的运动状态及运动位置；最后通过控制器连接压力检测元件、激光测距仪、编码器，实时获取检测的锁紧缸油管内的压力数据、检测的双边剪机架移动侧横移量、检测的曲轴运动状态及运动位置；并通过控制器对实时获取的数据进行判断，确定双边剪机架是否出现移位故障。本装置通过监测双边剪剪切钢板时的运行数据，即实时检测机架横移数值变化趋势、机架锁紧缸压力变化趋势以及曲轴的运动状态及运动位置，再对实时检测的运行数据进行判断，根据判断结果能够确定双边剪机架是否出现横移故障。

在一示例性实施例中，该装置包括有两个压力检测元件，分别为第一压力检测元件5和第二压力检测元件6。并将第一压力检测元件5安装于在双边剪机架移动侧入口的锁紧缸控制阀出口处；第二压力检测元件6安装在双边剪机架移动侧出口的锁紧缸控制阀出口处。其中，第一压力检测元件5用于检测双边剪机架移动侧入口的锁紧缸控制阀出口处的油管内的压力数据；第二压力检测元件6用于检测双边剪机架移动侧出口的锁紧缸控制阀出口处的油管内的压力数据。且第一压力检测元件5和第二压力检测元件6将检测到的压力数据通过模拟量信号输入给控制器1；其中，第一压力检测元件5传输的模拟量信号为sp1，第二压力检测元件6传输的模拟量信号为sp2。以及包括一个激光测距仪7，该激光测距仪7安装于双边剪机架的移动侧，通过激光测距仪7来实时检测双边剪机架移动侧的位置变化值(即实时检测双边剪机架移动侧的横移量)，且激光测距仪7将检测到的位置变化值(或横移量)实时传输至控制器1。本申请实施例中的激光测距仪7的检测精度为1mm。以及包括一个编码器4，该编码器4安装于双边剪的曲轴处，用于实时检测曲轴的运动状态及运动位置，通过实时检测曲轴的运动状态及运动位置，能够确定双边剪中主剪切刀的运动状态及运动位置。其中，编码器4检测的当前数据值表示双边剪中主剪切刀的当前位置；编码器4的数据连续变化状态表示双边剪中主剪切刀的运动状态。以及包括一个控制器1，该控制器1通过i/o接口模组分别与第一压力检测元件5、第二压力检测元件6、激光测距仪7以及编码器4连接。通过控制器1来实时获取第一压力检测元件5检测的压力数据、第二压力检测元件6检测的压力数据、激光测距仪7检测的双边剪机架移动侧横移量、编码器4检测的数值以及数值连续变化状态。

在一示例性实施例中，控制器1对实时获取的锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧横移量、曲轴的运动状态及运动位置进行判断时，还包括进行以下处理：

将压力检测元件检测的压力数据转换为十进制的压力数值，和/或将激光测距仪7检测的双边剪机架移动侧横移量转换为十进制的双边剪机架开口度值，和/或将编码器4检测的曲轴运动状态及运动位置转换为0～360°的角度值。

在一示例性实施例中，若某一时刻控制器1判断出获取的锁紧缸油管内的压力数据小于预设压力值；以及判断出获取的双边剪机架移动侧的横移量大于预设距离值；以及判断出获取的曲轴的运动状态与曲轴正常剪切时的运动状态不一致；以及判断出获取的曲轴的运动位置不位于曲轴正常剪切时的运动位置范围内；则确定在该时刻下，双边剪机架出现移位故障。

根据上述实施例的描述，具体地，如图1所示，编码器4、第一压力检测元件5、第二压力检测元件6、激光测距仪7分别通过i/o接口模组与控制器1连接。在双边剪开始剪切钢板前，通过调整双边剪机架横移机构，将双边剪机架的开口度调整至预设位置，再通过锁紧缸锁紧双边剪机架的移动侧，此时锁定激光测距仪7的初始值l1。双边剪启动剪切时，第一压力检测元件5实时检测双边剪机架移动侧入口的锁紧缸控制阀出口处的油管内的压力数据，并通过i/o接口模组3实时传输至控制器1；第二压力检测元件6实时检测双边剪机架移动侧出口的锁紧缸控制阀出口处的油管内的压力数据，并通过i/o接口模组3实时传输至控制器1；激光测距仪7实时检测剪切过程中的双边剪机架开口度值(或双边剪机架移动侧的横移量)，并通过i/o接口模组3实时传输至控制器1；编码器4实时检测反应双边剪曲轴运动状态的角度数据，并通过i/o接口模组3实时传输至控制器1。

控制器1通过i/o接口模组3获取数据后，先对获取的数据进行初步处理。即先将第一压力检测元件5、第二压力检测元件6传输的压力数据转换为十进制的压力数值，和/或将激光测距仪7传输的双边剪机架开口度值(或双边剪机架移动侧的横移量)转换为十进制的双边剪机架开口度值lx，和/或将编码器4传输的反应双边剪曲轴运动状态的角度数据转换为0～360°的角度值。

控制器1对获取的数据进行初步处理后，再确定是否需要进行故障判断。即将处理后的机架开口度实时值lx与激光测距仪7的初始值l1进行比对。以l1为原点，分析lx基于l1的变化方向及趋势，得出双边剪机架移位方向及移动量。当双边剪位移量增大超过预设位移值且该位移过程不可逆时(例如不能通过弹性形变恢复位移变化量)，控制器1开始判断双边剪是否出现移位故障。本申请实施例中的预设位移值可以根据实际情况进行设定，但必须小于国家标准的15mm，本申请的预设位移值设置为2mm。

判断移位故障时，先判断第一压力检测元件5、第二压力检测元件6是否存在故障，从而保证第一压力检测元件5与第二压力检测元件6检测到的锁紧缸油管内的压力数据是可信的。若第一压力检测元件5通过i/o接口模组3向控制器1传输的模拟量信号sp1为故障信号(或通过i/o接口模组3向控制器1传输数字“27648”)，则认为第一压力检测元件5出现故障。同理，若第二压力检测元件6通过i/o接口模组3向控制器1传输的模拟量信号sp2为故障信号(或通过i/o接口模组3向控制器1传输数字“27648”)，则认为第二压力检测元件6出现故障。则先更换第一压力检测元件5和/或第二压力检测元件6。如果第一压力检测元件5与第二压力检测元件6通过i/o接口模组3向控制器1传输的模拟量信号sp1、sp2均为正常信号，再根据检测到的锁紧缸油管内的压力数据判断锁紧缸控制阀是否出现内泄。若锁紧缸油管内的压力数据是否小于预设压力值，则判断锁紧缸控制阀出现内泄。

同时，通过编码器4的数值判断主剪切刀剪切钢板的起始点及终止点。截取该时段内机架横移的位移变化量lx1，以及截取双边剪退刀机构退刀前后的机架横移位移变化量lx2。当lx1-l1>2mm，且sp1、sp2为正常信号，则判断为压紧碟簧松动或压紧碟簧的压紧力不足。当lx2-l1>4mm，且sp1、sp2为正常信号，则判断为退刀机构出现故障。

根据上述描述，当某一时刻控制器1判断出双边剪位移量大于2mm；且在压力检测元件正常时，锁紧缸控制阀出现内泄；以及双边剪剪切时出现故障(即出现压力碟簧松动、或压紧碟簧的压紧力不足、或退刀机构出现故障)；则确定该时刻下的双边剪机架出现移位故障。

在一些实施例中，还包括有工控机2；工控机2与控制器1连接。工控机2包括hmi(humanmachineinteraction，用户界面或使用者界面，简称hmi)，通过hmi来显示实时检测的锁紧缸油管内压力数据、实时检测的双边剪机架移动侧横移量、实时检测的曲轴运动状态及运动位置；和这些数据所对应的变化趋势图，以及双边剪机架移位故障判断结果。

本发明提供一种双边剪机架移位故障判断装置，通过将压力检测元件设置于锁紧缸的出口处，实时检测锁紧缸油管内的压力数据；并将激光测距仪设置于双边剪机架的移动侧，实时检测双边剪机架移动侧的横移量；以及将编码器设置于曲轴处，实时检测曲轴的运动状态及运动位置；最后通过控制器连接压力检测元件、激光测距仪、编码器，实时获取检测的锁紧缸油管内的压力数据、检测的双边剪机架移动侧横移量、检测的曲轴运动状态及运动位置；并通过控制器对实时获取的数据进行判断，确定双边剪机架是否出现移位故障。本发明通过监测双边剪剪切钢板时的运行数据，即实时检测机架横移数值变化趋势、机架锁紧缸压力变化趋势以及曲轴的运动状态及运动位置，再对实时检测的运行数据进行判断，根据判断结果能够确定双边剪机架是否出现横移故障。

本发明还提供一种双边剪机架移位故障判断方法，包括以下步骤：

实时获取锁紧缸油管内的压力数据；

实时获取双边剪机架移动侧的横移量；

实时获取曲轴的运动状态及运动位置；

对实时获取的锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧的横移量、曲轴的运动状态及运动位置进行判断，确定双边剪机架是否出现移位故障。

本方法应用于上述装置中，具体功能和技术效果参照上述实施例即可，此处不再赘述。

如图2所示，本发明还提供一种双边剪机架移位故障判断系统，包括有：

采集模块m10，用于实时获取锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧的横移量、曲轴的运动状态及运动位置；

判断模块m20，与采集模块m10连接，用于根据实时获取的锁紧缸油管内的压力数据、双边剪机架移动侧的横移量、曲轴的运动状态及运动位置判断双边剪机架是否出现移位故障；

显示模块m30，与判断模块m20连接，用于显示移位故障判断结果。

在本发明中，该系统执行上述装置或方法，具体功能和技术效果参照上述实施例即可，此处不再赘述。

本发明还提供了一种设备，该设备可以包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行上述的方法。例如，该设备是支持plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器，简称plc)的设备。

本发明还提供了一种非易失性可读存储介质，该存储介质中存储有一个或多个模块(programs)，该一个或多个模块被应用在设备时，可以使得该设备执行本申请实施例的上述方法所包含步骤的指令(instructions)。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。