一种宽板坯连铸智能化数据采集系统

摘要

本发明涉及一种宽板坯连铸智能化数据采集系统，步骤为：使用LabVIEW软件对所需设备参数进行逻辑化编程，制作人机交互面板，模拟工艺和设备所需数据，设定报警值或显示正常状态；与目前使用的控制系统进行数据地址匹配，引入实际设备工艺参数数据，测试功能参数正常后，持续运行程序并传输和记录数据；生成固定式可执行文件，附加声光报警，智能化采集实时过程数据，并存入指定数据库；应用在两台以上的铸机，安装执行应用程序，调试不同的设备参数，最终定型投入正常使用。本发明首次将LabVIEW软件应用在连铸设备上，对日后铸机功能开发提供了新的途径，并可根据现场实际需要开发更多、更智能化的程序，具有深远的发展前景。

权利要求

1.一种宽板坯连铸智能化数据采集系统，其特征在于包括以下步骤：

使用LabVIEW软件对所需设备参数进行逻辑化编程，制作人机交互面板，模拟工艺和设备所需数据，设定报警值或显示正常状态；

与目前使用的控制系统进行数据地址匹配，引入实际设备工艺参数数据，测试功能参数正常后，持续运行程序并传输和记录数据；

生成固定式可执行文件，美化设计操作画面或监控人机画面，附加声光报警，智能化采集实时过程数据，并存入指定数据库，以备后续查询比对工作；

扩大程序上机量，应用在两台以上的铸机，安装执行应用程序，调试不同的设备参数，最终定型投入正常使用；

人机交互面板包括宽板坯连铸大数据采集分析系统vi前面板和程序框图，其中系统的前面板包括结晶器调宽报警、扇形段状态监护、结晶器和扇形段过钢量、日常铸机检查情况以及非计划炉次查询显示子模块，各子模块独立执行相对应的功能，实现人机交互，界面上设计按扭控件以便实时调用或记录数据；

结晶器调宽报警子模块包括连铸机结晶器的四个调宽电机，既左上电机、左下电机、右上电机和右下电机的调宽数据曲线、报警阈值以及调宽电机扭矩历史数据查询窗口，对调宽电机进行空机诊断，预见性判断电机状态，在线调宽报警功能，防止由于调宽故障导致严重的漏钢生产事故。

2.按权利要求1所述的宽板坯连铸智能化数据采集系统，其特征在于扇形段状态监护子模块包括：扇形段进出口液压缸左侧和右侧压力偏差对比图表、拉拔辊扭矩图表以及低拉速统计数据窗口。

3.按权利要求1所述的宽板坯连铸智能化数据采集系统，其特征在于：结晶器和扇形段过钢量子模块包括：结晶器宽侧、结晶器窄侧、各段的初始过钢量、结晶器宽侧过钢量数据显示、超限报警显示、更换清零按钮、更换设备号显示以及更换及通过数据写入查找过钢量历史查询数据记录。

4.按权利要求1所述的宽板坯连铸智能化数据采集系统，其特征在于：扇形段状态监护子模块中还具有铸机低拉速统计数据表，用于统计单位时间内铸机拉速在低档位所耗用的时间，在前面板程序中弹出指定阀值报警，提示检修或维护的重点部位。

5.按权利要求1所述的宽板坯连铸智能化数据采集系统，其特征在于：每个铸机扇形段拉拔辊的扭矩值报警被实时、图像化的甄别，还可通过记事本的形式显示铸机扇形段拉拔辊扭矩值。

6.按权利要求1所述的宽板坯连铸智能化数据采集系统，其特征在于：铸机结晶器、各个扇形段的过钢量统计以及设备更换情况，在人机交互面板上设定上限极值，采集过钢量数据，发出阀值报警，定期定时定量的更换设备。

说明书

一种宽板坯连铸智能化数据采集系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种数据采集系统，具体地说是一种宽板坯连铸智能化数据采集系统。

背景技术

[0002] 虚拟仪器是按照仪器需求而组织起来的数据采集系统，主要有计算机数据采集和数字信号处理，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW软件。

[0003] LabVIEW用于国防、航天以及大型工业数据采集与自动化控制，通过图形化G语言开发环境，可以快速编写实际生产中的逻辑程序，将此应用在宽板坯连铸智能化数据采集系统，为生产设备和工艺提供可参考的数据，增加连铸一级采集系统的新功能，可多样化、智能化的提供各项实时预警和历史查询数据，并具有更远的开发前景应用在连铸区域。

[0004] 宽板坯连铸机主要生产高级别汽车板、管线钢、集装箱板、船板、冷轧高强钢等优质产品，产品品种的增加和质量的提升，有利于在同类产品中占领市场份额和提高企业知名度。

[0005] 宽板坯连铸自动化控制系统为PLC系统和一级系统，在功能完善后投入使用，但随着生产和产品质量的不断提高要求，需对设备参数进行选择性的处理，以便为工艺和设备技术人员提供可参考依据以及实时报警功能，进而通过调整铸机各工作单元，稳定设备状态来保证生产顺行和提高产品质量。

[0006] 以前的控制系统工作单元的描述方式单一，原因在于数据采集部分的原始数据信息只能满足生产参数显示，不能为操作人员提供条件判断，经参数优化后更为准确的控制，对设备参数进行选择性修改才能适应生产需求。

发明内容

[0007] 针对现有技术中宽板坯连铸系统控制参数单一等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种对在线设备做故障诊断、实时监控系统、阀值报警以及数据智能化采集、备忘、分析的宽板坯连铸智能化数据采集系统。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0009] 本发明一种宽板坯连铸智能化数据采集系统，包括以下步骤：

[0010] 使用LabVIEW软件对所需设备参数进行逻辑化编程，制作人机交互面板，模拟工艺和设备所需数据，设定报警值或显示正常状态；

[0011] 与目前使用的控制系统进行数据地址匹配，引入实际设备工艺参数数据，测试功能参数正常后，持续运行程序并传输和记录数据；

[0012] 生成固定式可执行文件，美化设计操作画面或监控人机画面，附加声光报警，智能化采集实时过程数据，并存入指定数据库，以备后续查询比对工作；

[0013] 扩大程序上机量，应用在两台以上的铸机，安装执行应用程序，调试不同的设备参数，最终定型投入正常使用。

[0014] 人机交互面板包括宽板坯连铸大数据采集分析系统vi前面板和程序框图，其中系统的前面板包括结晶器调宽报警、扇形段状态监护、结晶器和扇形段过钢量、日常铸机检查情况以及非计划炉次查询显示子模块，各子模块独立执行相对应的功能，实现人机交互，界面上设计按扭控件以便实时调用或记录数据。

[0015] 结晶器调宽报警子模块包括连铸机结晶器的四个调宽电机，既左上电机、左下电机、右上电机和右下电机的调宽数据曲线、报警阈值以及调宽电机扭矩历史数据查询窗口，对调宽电机进行空机诊断，预见性判断电机状态，在线调宽报警功能，防止由于调宽故障导致严重的漏钢生产事故。

[0016] 扇形段状态监护子模块包括：扇形段进出口液压缸左侧和右侧压力偏差对比图表、拉拔辊扭矩图表以及低拉速统计数据窗口。

[0017] 结晶器和扇形段过钢量子模块包括：结晶器宽侧、结晶器窄侧、各段的初始过钢量、结晶器宽侧过钢量数据显示、超限报警显示、更换清零按钮、更换设备号显示以及更换及通过数据写入查找过钢量历史查询数据记录。

[0018] 扇形段状态监护子模块中还具有铸机低拉速统计数据表，用于统计单位时间内铸机拉速在低档位所耗用的时间，在前面板程序中弹出指定阀值报警，提示检修或维护的重点部位。

[0019] 每个铸机扇形段拉拔辊的扭矩值报警被实时、图像化的甄别，还可通过记事本的形式显示铸机扇形段拉拔辊扭矩值。

[0020] 铸机结晶器、各个扇形段的过钢量统计以及设备更换情况，在人机交互面板上设定上限极值，采集过钢量数据，发出阀值报警，定期定时定量的更换设备。

[0021] 本发明具有以下有益效果及优点：

[0022] 1.本发明首次将LabVIEW软件应用在连铸设备上，对日后铸机功能开发提供了新的途径，并可根据现场实际需要开发更多、更智能化的程序，具有深远的发展前景；

[0023] 2.通过设计后的程序消除了人工观测的不确定性，以及提供了以往需要人工计算才可得出的数据，本发明可对空机和在线状态下做故障诊断，提供实时监控的报警，以及提供可分析的数据库，对总结设备和产品质量具有较好的借鉴意义；

[0024] 3.在连铸控制产品质量方面，重点是保证连铸设备稳定状态，之后才可以提升产品质量，智能系统的建立是为了提升铸机设备精度与功能，有助于生产合格、高品质的板材，降低产品缺陷率等。

附图说明

[0025] 图1为本发明方法中人机交互面板图示；

[0026] 图2为本发明人机交互面板中扇形段状态监护面板图示；

[0027] 图3为本发明人机交互面板中结晶器和扇形段过钢量面板图示；

[0028] 图4为本发明方法中结晶器调宽电机报警程序框图；

[0029] 图5为本发明方法中铸机低拉速统计程序框图；

[0030] 图6为本发明方法中铸机低拉速统计试验数据图表；

[0031] 图7为本发明方法中铸机扇形段拉拔辊扭矩值数据图表；

[0032] 图8为本发明方法中铸机结晶器、各个扇形段的过钢量统计、以及设备更换情况图表。

具体实施方式

[0033] 本发明一种宽板坯连铸智能化数据采集系统，包括以下步骤：

[0034] 使用LabVIEW软件对所需设备参数进行逻辑化模拟编程，制作人机交互面板，模拟工艺和设备所需数据，设定报警值或显示正常状态；

[0035] 与目前使用的控制系统(本实施例为西门子PLC控制系统)进行地址匹配，引入实际设备工艺参数数据，测试功能参数正常后，持续运行程序并传输和记录数据；

[0036] 生成固定式可执行文件，美化操作或监控人机画面，附加声光报警，智能化采集实时过程数据，并存入指定数据库，以备后续查询比对工作；

[0037] 扩大程序上机量，即在宽板坯铸机上扩大上线应用程序，应用在两台以上的铸机，安装执行应用程序，调试不同的设备参数，最终定型投入正常使用。

[0038] 如图1所示，本发明中，人机交互面板包括宽板坯连铸大数据采集分析系统vi前面板和程序框图，其中系统的前面板包括结晶器调宽报警、扇形段状态监护、结晶器和扇形段过钢量、日常铸机检查情况以及非计划炉次查询显示子模块，各子模块独立执行相对应的功能，实现人机交互，界面上设计按扭控件以便实时调用或记录数据。

[0039] 结晶器调宽报警子模块包括连铸机结晶器的四个调宽电机，既左上电机、左下电机、右上电机和右下电机的调宽数据曲线、报警阈值以及调宽电机扭矩历史数据查询窗口，不仅可以对调宽电机进行空机诊断，具有可预见性判断电机状态，而且可以实现在线调宽报警功能，防止由于调宽故障导致严重的漏钢生产事故。

[0040] 如图2所示，扇形段状态监护子模块包括：扇形段进出口液压缸左侧和右侧压力偏差对比图表、拉拔辊扭矩图表以及低拉速统计数据窗口。

[0041] 如图3所示，扇形段状态监护子模块包括：结晶器和扇形段过钢量子模块包括：结晶器宽侧、结晶器窄侧、各段(本实施例为0～9段)的初始过钢量、结晶器宽侧过钢量数据显示、超限报警显示、更换清零按钮、更换设备号显示以及更换及通过数据写入查找过钢量历史查询数据记录。扇形段状态监护子模块中还具有铸机低拉速统计数据表，用于统计单位时间内铸机拉速在低档位所耗用的时间，在前面板程序中会弹出指定阀值报警，提示检修或维护的重点部位。

[0042] 每个铸机扇形段拉拔辊的扭矩值报警被实时、图像化的甄别，还可通过记事本的形式显示铸机扇形段拉拔辊扭矩值。铸机结晶器、各个扇形段的过钢量统计以及设备更换情况，在人机交互面板上设定上限极值，采集过钢量数据，发出阀值报警，定期定时定量的更换设备。

[0043] 如图4所示，为本发明方法中结晶器调宽电机报警程序框图；

[0044] 如图5所示，为本发明方法中铸机低拉速统计程序框图；

[0045] 如图6所示，为铸机低拉速统计试验数据，本发明可以统计单位时间内铸机拉速在低档位所耗用的时间，因为低拉速对铸机扇形段的辊子有损伤，不利于保持铸机的有效精度。在前面板中会弹出指定阀值报警，提示检修或维护哪个重点部位。

[0046] 如图7所示，为铸机扇形段拉拔辊扭矩值，在连铸生产中会出现拉拔辊扭矩增大，影响热态铸坯的辊间走行，严重的会造成铸机冻坯事故，在前面板程序中，每个辊子的扭矩值报警可被实时、图像化的甄别，利于操作人员直观、快速的作出应急判断，减少冻坯事故发生。

[0047] 如图8所示，为铸机结晶器、各个扇形段的过钢量统计、以及设备更换情况，在前面板上设定上限极值，智能化的采集过钢量数据，最终能够发出阀值报警，减少认为统计的偏差，提供给设备检修人员参考依据，定期定时定量的更换设备。