[發明專利]鋼水液位自動控制裝置及其方法

無效

• 申請號: 201110358907.1
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102343428A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 馬湧;蘇勝石;梁勇;張鵬飛
• 申請（專利權）人: 上海金自天正信息技術有限公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;B22D11/10;G05D9/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于工業自動控制技術領域，特別是涉及鋼水液位自動控制裝置及其方法。

背景技術

在現代化冶金行業的生產中，對鋼水液位的控制一直是一個非常復雜的問題。由于生產環境比較特殊，鋼水溫度很高，一般的測量方法和工具很難滿足測量要求，而對鋼水液位的控制水平又直接影響冶金行業的生產工藝水平。因此如何準確、有效的控制好鋼水液位就顯得尤為重要。

在實際生產中，生產環境復雜多變，鋼水液位控制精度很難把握。目前比較常見的測量方法是，在人工觀測的基礎上加上電極限位來進行鋼水位置的控制調節。但是這種方法危險系數較大，測量精度不夠準確，不能很好的滿足生產工藝的要求，還會造成生產質量問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋼水液位自動控制裝置及其方法，實現了控制精度高，安全可靠，能夠實現實時精確控制鋼水包內鋼水的液位。

本發明的裝置包括：攝像頭、圖像處理計算控制器、PLC控制器和Festo定位控制器；攝像頭和圖像處理計算控制器相連，PLC控制器通過以太網和DP總線分別與計算控制器和Festo定位控制器相連；

所述攝像頭設置在鋼水包的上方，實時拍攝鋼水包內鋼水的液位位置，并將所拍攝的圖片實時傳送給圖像處理計算控制器；

所述圖像處理計算控制器對圖片進行計算處理，得到當前鋼水包內鋼水的液位水平位置并將其傳送給PLC控制器；

所述PLC控制器將鋼水包內當前液位值和設定的標準值進行比較，通過PID調節使當前值趨向于設定值，調節后的鋼水液位值傳送給Festo定位控制器；

所述Festo定位控制器根據接收到的鋼水液位值控制鋼水包內鋼水的液位。

本發明的方法包括如下步驟：

由攝像頭實時拍攝鋼水包內鋼水的液位位置，并將所拍攝的圖片實時傳送給圖像處理計算控制器；

經過圖像處理計算控制器對圖片的計算處理，得到當前鋼水包內鋼水的液位水平位置數據并將其傳送給PLC控制器；

由PLC控制器對當前的液位值和設定的標準值進行比較，通過PID調節使當前液位值趨向于設定值，調節后的鋼水液位值傳送給Festo定位控制器；

Festo定位控制器根據收到的鋼水液位值控制鋼水包內鋼水的液位。

本發明在鋼水液位自動控制中，通過攝像頭1實時采集鋼水包3內鋼水的圖片，由圖像處理計算控制器2進行處理，得到當前鋼水包內準確的液位水平數據；PLC控制器進行液位水平數據處理和PID調節，通過和理論設定值進行比較，得到一個合理的調節值，Festo定位控制器通過控制塞桿6的開度來調節鋼水包3的液位；控制精度非常高，安全可靠，完全滿足非晶帶材的生產要求，達到工藝要求的標準。

采用本發明的方法實現鋼水包液位自動控制，控制精度能夠達到20μm，既安全穩定又可進行實時控制測量，完全適應冶金工業生產對鋼水液位的嚴格工藝要求。

附圖說明

圖1是鋼水液位自動控制裝置的結構示意圖。其中，攝像頭1、圖像處理計算控制器2、鋼水包3、中間包4、氣缸5、塞桿6。

具體實施方式

圖1是在非晶帶材生產中實現鋼水液位自動控制的一個實施例。具體包括攝像頭1、圖像處理計算控制器2、PLC控制器和Festo定位控制器。

在鋼水包3附近的固定位置安裝攝像頭1，實時拍攝鋼水包3內鋼水的液位，并將所拍攝的圖片實時傳送給圖像處理計算控制器2中。

圖像處理計算控制器2對圖片通過計算處理，得到當前鋼水包3內鋼水的液位水平位置并將其傳送給PLC控制器。

PLC控制器得到當前鋼水包3內鋼水的液位數據后，將當前值和標準值進行比較，然后通過PID調節使當前值更加趨向于設定值，經PLC控制器調節后的鋼水液位值傳送給Festo定位控制器。PLC控制器可采用西門子公司的S7-400型大型可編程控制器。

Festo定位控制器接收到PLC控制器的數據后，通過氣缸5控制位于中間包4內的塞桿6開度，控制鋼水包3內鋼水的液位，即是否需要向鋼水包3內補充鋼水。

Festo定位控制器和PLC控制器之間通過PROFIBUS-DP(Process?Field?Bus，現場總線)協議進行通訊。PLC控制器和圖像處理算控制器之間通過串口協議進行通訊。

以上通過實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為屬于本發明的保護范圍。