钢坯表面温度检测系统在济钢中厚板厂的使用

　　1 引言

　　中厚板厂由于轧制品种钢的工艺要求,当钢坯经过高压水除鳞后进入轧机之前,此时需要检测钢坯上下表面的准确温度及温差。如果温度过高或过低及温差过大都是不满足轧制工艺要求的,否则容易损害设备和影响产品质量。目前,上表面测温已经得到很好的解决及广泛的应用,而下表面测温由于现场环境极其恶劣,对测温系统能否长期可靠的运行造成了严重的影响。因此,需要研制一套过硬的下表面测温系统,再结合上表面测温的数据,经综合处理来满足生产要求。

　　2 方案设计

　　2.1 方案描述

　　系统的关键在于,下表面测温系统的硬件设备能否得到长期可靠的保护及如何减少系统的维护量甚至达到免维护。因此,我们选用英国LAND 公司的 SYSTEM4 系列红外光纤测温系统作为前端检测设备(中厚板厂目前使用的红外测温仪绝大多数为 LAND 产品)。该系统精高、采样速度快、可靠性好,它的探头和控制器采用分体设计,通过带保护的光缆连接,探头体积很小,便于加装保护装置。保护套采用不锈钢全密封结构,内部压缩空气吹扫,外部冷却水喷淋,现场部分的线缆在压缩空气管道内部敷设可以得到有效的保护。数据处理与控制设备选用 SIEMENS S7-200 系列PLC 和Wincc Flex-ible 人机界面,此设备功能强大,质量可靠,控制方式与输出接口灵活多样,便于连接到现有的控制系统中。

　　2.2 系统组成

　　硬件:光纤式红外测温仪、不锈钢探头保护套、不锈钢控制器与阀组现场安装箱、信号处理器、S7200 气管件等。

　　2.3 注意事项

　　保护套底座与钢坯下表面的距离不大于 600mm,探头的瞄准角度与垂直方向夹角不大于 45 度,保护管长度可调且配有双重保护,能有效防止异物落入。吹扫气源使用工厂仪表气源即可,流量为 350 升/分,压力为　0.3～0.5Mpa,进气管内径为 25mm,另端放空。

　3 上下表面温度的实现及干扰问题的解决

　　此系统采用SM231 模拟量输入模块,接受测量的钢坯温度信号(4-20mA),经过量程转换后,得出实际温度数据。[1]

　　PLC 实时读取模拟量通道数据,当产生温度信号正跳变并且持续一段时间,发出钢坯来临的信号。PLC停止所有工作,只进行数据读取和保存任务。以求记录最多温度数据。当产生温度信号负跳变并且持续一段时间,发出钢坯离去的信号。同时PLC 转向数据分析和处理任务,其中包括数据筛选、大小排序、计算温度平均值。最后进行上下温差比较, 如果数值大于规定数值,则进行声光报警,提醒操作人员进行处理。PLC 程序采用 LAD 编写。

　　由于现场环境存在一定的干扰,加之没有加装接近开关等传感器,需要通过对采集数据的分析来判断钢坯的来临和离开,具体方法是如果连续的 5 个数中有 3 个是大于1000 度的,就认为已经来临。从此刻起,开始把读取来的数据依次把数据放入内存,直到检测到连续的5个采样数中有3 个小于1000 度,或当存储空间被占满,结束存放数据