專利名稱：動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法，屬于冶金行業(yè)連鑄設(shè)備維修技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)是當(dāng)今世界公認(rèn)的可以明顯改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的技術(shù)，該技術(shù)是在鑄坯凝固末端采取實(shí)時(shí)特殊壓下量的方式彌補(bǔ)鑄坯收縮，該技術(shù)可以顯著改善鑄坯質(zhì)量。動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)扇形段采用液壓執(zhí)行方式控制輥縫變化實(shí)現(xiàn)鑄坯壓下量的差異化，液壓系統(tǒng)是扇形段的直接驅(qū)動(dòng)力，扇形段液壓系統(tǒng)的執(zhí)行情況直接決定著輥縫的變化。由于動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)較傳統(tǒng)壓下技術(shù)的區(qū)別是動(dòng)態(tài)化、周期性的對(duì)輥縫進(jìn)行間歇調(diào)整，液壓系統(tǒng)較原有工作方式也有了較大的變化，液壓系統(tǒng)動(dòng)作頻率較常規(guī)鑄機(jī)執(zhí)行方式也相應(yīng)的升高，對(duì)其執(zhí)行的精度與相應(yīng)性也提出了更高的要求。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于扇形段液壓系統(tǒng)頻繁動(dòng)作，尤其是液壓缸在高負(fù)荷下的頻繁動(dòng)作，在設(shè)備服役后期經(jīng)常造成不同程度的內(nèi)泄現(xiàn)象，該現(xiàn)象一但發(fā)生必然導(dǎo)致執(zhí)行不到位的情況發(fā)生。在閉路信號(hào)反饋的控制系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)會(huì)頻繁動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)值。該種情況形成了惡性循環(huán)更加加劇了設(shè)備的磨損，導(dǎo)致內(nèi)泄現(xiàn)象無(wú)法控制直至設(shè)備退役。液壓缸的內(nèi)泄判斷的方法較多，例如專利號(hào)為 201020520663. 3的“液壓缸內(nèi)泄檢測(cè)裝置”、專利號(hào)為200820146890. 7的“一種液壓缸試驗(yàn)臺(tái)”等諸多方法，這里不再一一陳述。但是基于以上常規(guī)液壓缸內(nèi)泄的檢驗(yàn)方法均是離線技術(shù)，需要將液壓缸從主體設(shè)備上進(jìn)行拆除進(jìn)行離線檢測(cè)與修復(fù)。該種方法需停機(jī)檢修、拆卸部件，影響主體設(shè)備的作業(yè)率；同時(shí)對(duì)操作要求較高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、誤判率較高。在線的液壓系統(tǒng)判斷方法一般依靠人工經(jīng)驗(yàn)，由于存在內(nèi)泄的液壓系統(tǒng)的液壓油反復(fù)工作存在溫度升高的現(xiàn)象，有經(jīng)驗(yàn)的工人通過(guò)觸摸液壓管道判斷其溫升情況來(lái)判斷是否有內(nèi)部泄漏情況發(fā)生。但是，該種方法操作難度大、工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大，尤其是存在判斷準(zhǔn)確率低、無(wú)法定量化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)故障的在線判斷與預(yù)警，可以防止由于液壓系統(tǒng)泄漏故障導(dǎo)致的輥縫失控，控制實(shí)際輥縫符合工藝制定的范圍內(nèi)，既保證了輥縫的收縮錐度確保鑄坯質(zhì)量，又能起到預(yù)警的作用保護(hù)扇形段設(shè)備，解決背景技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案是動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法， 利用動(dòng)態(tài)輕壓下控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警， 所說(shuō)的動(dòng)態(tài)輕壓下控制系統(tǒng)由“輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400”和諸多“遠(yuǎn)程站PLC S7-300” 組成，“輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400”簡(jiǎn)稱“PLC S7-400”，“遠(yuǎn)程站PLC S7-300”簡(jiǎn)稱“PLC S7-300", "PLC S7-400” 通過(guò) DP 通訊與各 “PLC S7-300” 連接；“PLC S7-300” 通過(guò)專線連接方式與扇形段終端儀器進(jìn)行連接，扇形段終端儀器包括位移傳感器、液壓?jiǎn)卧㈦娫?；在連鑄機(jī)的中樞系統(tǒng)“PLC S7-400”進(jìn)行運(yùn)算與判斷，通過(guò)提前將判斷條件進(jìn)行預(yù)置，利用 "PLC S7-400”來(lái)判斷液壓系統(tǒng)的壓力變化情況，進(jìn)而判斷其故障狀態(tài)，并將信號(hào)發(fā)送給扇形段執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取措施，同時(shí)向“連鑄主控系統(tǒng)”發(fā)出預(yù)警提示，“連鑄主控系統(tǒng)”簡(jiǎn)稱“工程師站”。具體步驟如下①“PLC S7-400”向“PLC S7-300”發(fā)送“鎖定扇形段液壓系統(tǒng)”命令；②“PLC S7-300”向“PLC S7-400”反饋扇形段液壓系統(tǒng)壓力值；③“PLC S7-300”向“PLC S7-400”反饋扇形段位移傳感器值；④“PLC S7-400”將“PLC S7-300”反饋的液壓系統(tǒng)壓力值與扇形段位移傳感器值結(jié)合判斷；進(jìn)而將結(jié)果輸出給“工程師站”，同時(shí)向“PLC S7-300” 發(fā)出相應(yīng)指令恢復(fù)正常澆鋼過(guò)程中的指令。本發(fā)明在連鑄機(jī)動(dòng)態(tài)輕壓下控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的壓力變化情況在線判斷與預(yù)警，扇形段上分別設(shè)置A液壓缸、B液壓缸、C液壓缸、D液壓缸，"PLC S7-300” 分別將扇形段上A液壓缸、B液壓缸、C液壓缸、D液壓缸的壓力信號(hào)輸出給“PLC S7-400”， "PLC S7-400”完成傳感器信號(hào)的判斷工作；判斷結(jié)果的指令由“PLC S7-400”輸出給“PLC S7-300", "PLC S7-300” 執(zhí)行動(dòng)作。更具體的步驟如下在動(dòng)態(tài)輕壓下動(dòng)作間隙，該時(shí)間由“PLC S7-400”進(jìn)行判斷，滿足的條件是恒拉速、恒水量、位移傳感器反饋值10個(gè)周期內(nèi)穩(wěn)定，由“PLC S7-400”向“PLC S7-300”發(fā)出判斷條件，將某一個(gè)扇形段的液壓系統(tǒng)進(jìn)行鎖定，此時(shí)扇形段上A液壓缸、B 液壓缸、C液壓缸、D液壓缸上下腔的液壓油均保持封閉狀態(tài)，在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)由“PLC S7-300”向“PLC S7-400”反饋該扇形段的油壓變化情況，在第11個(gè)周期開始執(zhí)行恢復(fù)操作，執(zhí)行原有正常條件下的各種反饋與執(zhí)行操作；在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)判斷的條件如下開始鎖定之前的壓力值為P0，鎖定之后的壓力值定義為PI、P2、P3-P10 ；判斷的關(guān)系有以下幾種
①首先判斷PO與Pl的關(guān)系，當(dāng)Pl與PO壓力值差大于20%，且P2、P3-P10均呈階梯遞減方式時(shí)，此時(shí)由于液壓鎖定裝置故障，導(dǎo)致10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)油壓的下降呈階梯式等幅度下降；此時(shí)一個(gè)明顯的輔助判斷特征為位移傳感器返回?cái)?shù)值出現(xiàn)等幅度的變化；
②當(dāng)Pl與PO壓力值差大于20%，且P2、P3-P10均呈階梯遞減方式時(shí)且降低幅度逐漸變小的情況下，該種情況下可以判定為液壓缸內(nèi)活塞處密封失效，此時(shí)一個(gè)明顯的輔助特征是位移傳感器返回的數(shù)值不隨著時(shí)鐘周期的變化；
③在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)當(dāng)Pl與PO壓力值差小于20%，則扇形段液壓系統(tǒng)不存在內(nèi)泄情況；此時(shí)的輔助判斷特征為位移傳感器值不變化；
當(dāng)?shù)贸鲆陨系呐袛嘟Y(jié)果后“PLC S7-400”向“工程師站”發(fā)出預(yù)警提示，在畫面上顯示 “液壓系統(tǒng)故障”的報(bào)警，提醒主控及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，請(qǐng)求人工干預(yù)“鎖定扇形段”或“忽略故障”，下一步按照人工指令工作，在此過(guò)程中停止對(duì)進(jìn)行扇形段進(jìn)行任何動(dòng)作；直至人工干預(yù)或強(qiáng)制將該扇形段進(jìn)行鎖定，防止出現(xiàn)生產(chǎn)事故。本發(fā)明的積極效果本發(fā)明通過(guò)對(duì)“PLC S-300”反饋的扇形段液壓信號(hào)輸送至 "PLC S-400”進(jìn)行運(yùn)算判斷實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警，該方法可以防止由于液壓系統(tǒng)泄漏故障導(dǎo)致的輥縫失控，控制實(shí)際輥縫符合工藝制定的范圍內(nèi)，既保證了輥縫的收縮錐度確保鑄坯質(zhì)量，又能起到預(yù)警的作用保護(hù)扇形段設(shè)備。該系統(tǒng)運(yùn)行以后，可以做到提前對(duì)扇形段液壓故障進(jìn)行預(yù)警，對(duì)扇形段位液壓系統(tǒng)進(jìn)行了故障在線判斷，有效杜絕了由于液壓系統(tǒng)故障導(dǎo)致的扇形段輥縫異常變化與設(shè)備損壞，對(duì)連鑄生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備全面監(jiān)控和自動(dòng)化管理，穩(wěn)定了連鑄生產(chǎn)、提高工藝控制水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400示意圖； 圖2是本發(fā)明遠(yuǎn)程站PLC S7-300示意圖3是本發(fā)明液壓信號(hào)的垂直傳遞關(guān)系示意圖； 圖4是本發(fā)明扇形段液壓缸編號(hào)； 圖5是本發(fā)明邏輯判斷及數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。參照如圖1，“PLC S7-400”通過(guò)DP通訊與各扇形段“PLC S7-300”連接，各“PLC S7-300”屬于平行關(guān)系，與“PLC S7-400”完成通訊。各扇形段遠(yuǎn)程站之間不進(jìn)行通訊與數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)某一個(gè)遠(yuǎn)程站出現(xiàn)故障時(shí)可以將此站手動(dòng)鎖定，不會(huì)影響其他遠(yuǎn)程站的正常工作。參照附圖2，“PLC S7-300”通過(guò)專線連接方式與扇形段終端儀器進(jìn)行連接。其中包括傳感器位移的反饋信號(hào)、液壓執(zhí)行信號(hào)(包括液壓缸執(zhí)行與液壓故障系統(tǒng))、液壓系統(tǒng)反饋信號(hào)、電源。參照附圖4，每個(gè)扇形段包括4個(gè)液壓缸，在系統(tǒng)中分別以A液壓缸、B液壓缸、C 液壓缸、D液壓缸代號(hào)，相應(yīng)的在其液壓缸頂安裝A位移傳感器、B位移傳感器、C位移傳感器、D位移傳感器。在位移傳感器正常狀態(tài)下，每個(gè)位移傳感器分別按照時(shí)鐘頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)的反饋。參照如圖5，該方法由以下幾個(gè)步驟組成
1、“PLCS7-400”向“PLC S7-300”發(fā)送“鎖定扇形段液壓系統(tǒng)”命令；
2,"PLCS7-300”向“PLC S7-400”反饋扇形段液壓系統(tǒng)壓力值；
3,"PLCS7-300”向“PLC S7-400”反饋扇形段位移傳感器值；
4、“PLCS7-400”將“PLC S7-300”反饋的液壓系統(tǒng)壓力值與扇形段位移傳感器值結(jié)合判斷；進(jìn)而將結(jié)果輸出給“工程師站”，同時(shí)向“PLC S7-300”發(fā)出相應(yīng)指令恢復(fù)正常澆鋼過(guò)程中的指令。實(shí)施例一扇形段液壓系統(tǒng)鎖定裝置故障。恒拉速、恒水量、位移傳感器反饋值10個(gè)周期內(nèi)穩(wěn)定情況下，由“PLC S7-400”向 "PLC S7-300”發(fā)出鎖定扇形段液壓系統(tǒng)指令，將6#扇形段的液壓系統(tǒng)進(jìn)行鎖定，此時(shí)扇形段上A液壓缸、B液壓缸、C液壓缸、D液壓缸上下腔的液壓油均保持封閉狀態(tài)，在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)由“PLC S7-300”向“PLC S7-400”反饋該扇形段的油壓變化情況，以A液壓缸內(nèi)數(shù)據(jù)為例如下表所示
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法，其特征在于利用動(dòng)態(tài)輕壓下控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警，所說(shuō)的動(dòng)態(tài)輕壓下控制系統(tǒng)由輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400和諸多遠(yuǎn)程站PLC S7-300組成，輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400通過(guò)DP通訊與各遠(yuǎn)程站PLC S7-300連接；遠(yuǎn)程站PLC S7-300通過(guò)專線連接方式與扇形段終端儀器進(jìn)行連接，扇形段終端儀器包括位移傳感器、液壓?jiǎn)卧?、電源?在連鑄機(jī)的中樞系統(tǒng)輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400進(jìn)行運(yùn)算與判斷，通過(guò)提前將判斷條件進(jìn)行預(yù)置，利用輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400來(lái)判斷液壓系統(tǒng)的壓力變化情況，進(jìn)而判斷其故障狀態(tài)，并將信號(hào)發(fā)送給扇形段執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取措施，同時(shí)向連鑄主控系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警提示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法， 其特征在于具體步驟如下①輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400向遠(yuǎn)程站PLC S7-300發(fā)送鎖定扇形段液壓系統(tǒng)命令；②遠(yuǎn)程站PLC S7-300向輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400反饋扇形段液壓系統(tǒng)壓力值；③遠(yuǎn)程站PLC S7-300向輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400反饋扇形段位移傳感器值；④ 輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400將遠(yuǎn)程站PLC S7-300反饋的液壓系統(tǒng)壓力值與扇形段位移傳感器值結(jié)合判斷；進(jìn)而將結(jié)果輸出給連鑄主控系統(tǒng)，同時(shí)向遠(yuǎn)程站PLC S7-300發(fā)出相應(yīng)指令恢復(fù)正常澆鋼過(guò)程中的指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法，其特征在于扇形段上分別設(shè)置A液壓缸、B液壓缸、C液壓缸、D液壓缸，遠(yuǎn)程站PLC S7-300分別將扇形段上A液壓缸、B液壓缸、C液壓缸、D液壓缸的壓力信號(hào)輸出給輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400，輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400完成傳感器信號(hào)的判斷工作；判斷結(jié)果的指令由輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400輸出給遠(yuǎn)程站PLC S7-300，遠(yuǎn)程站PLC S7-300執(zhí)行動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法，其特征在于更具體的步驟如下在動(dòng)態(tài)輕壓下動(dòng)作間隙，該時(shí)間由輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400進(jìn)行判斷，滿足的條件是恒拉速、恒水量、位移傳感器反饋值10個(gè)周期內(nèi)穩(wěn)定，由輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400向遠(yuǎn)程站PLC S7-300發(fā)出判斷條件，將某一個(gè)扇形段的液壓系統(tǒng)進(jìn)行鎖定，此時(shí)扇形段上A液壓缸、B液壓缸、C液壓缸、D液壓缸上下腔的液壓油均保持封閉狀態(tài)，在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)由遠(yuǎn)程站PLC S7-300向輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400反饋該扇形段的油壓變化情況，在第11個(gè)周期開始執(zhí)行恢復(fù)操作，執(zhí)行原有正常條件下的各種反饋與執(zhí)行操作；在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)判斷的條件如下開始鎖定之前的壓力值為P0，鎖定之后的壓力值定義為P1、P2、P3-P10 ；判斷的關(guān)系有以下幾種①首先判斷PO與Pl的關(guān)系，當(dāng)Pl與PO壓力值差大于20%，且P2、P3-P10均呈階梯遞減方式時(shí)，此時(shí)由于液壓鎖定裝置故障，導(dǎo)致10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)油壓的下降呈階梯式等幅度下降；此時(shí)一個(gè)明顯的輔助判斷特征為位移傳感器返回?cái)?shù)值出現(xiàn)等幅度的變化；②當(dāng)Pl與PO壓力值差大于20%，且P2、P3-P10均呈階梯遞減方式時(shí)且降低幅度逐漸變小的情況下，該種情況下可以判定為液壓缸內(nèi)活塞處密封失效，此時(shí)一個(gè)明顯的輔助特征是位移傳感器返回的數(shù)值不隨著時(shí)鐘周期的變化；③在10個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)當(dāng)Pl與PO壓力值差小于20%，則扇形段液壓系統(tǒng)不存在內(nèi)泄情況；此時(shí)的輔助判斷特征為位移傳感器值不變化；當(dāng)?shù)贸鲆陨系呐袛嘟Y(jié)果后輥縫控制系統(tǒng)PLC S7-400向連鑄主控系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警提示，在畫面上顯示液壓系統(tǒng)故障的報(bào)警，提醒主控及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，請(qǐng)求人工干預(yù)鎖定扇形段或忽略故障，下一步按照人工指令工作，在此過(guò)程中停止對(duì)進(jìn)行扇形段進(jìn)行任何動(dòng)作；直至人工干預(yù)或強(qiáng)制將該扇形段進(jìn)行鎖定，防止出現(xiàn)生產(chǎn)事故。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)輕壓下扇形段液壓系統(tǒng)泄漏故障在線判斷與預(yù)警方法，屬于冶金行業(yè)連鑄設(shè)備維修技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是①輥縫控制系統(tǒng)PLCS7-400向遠(yuǎn)程站PLCS7-300發(fā)送“鎖定扇形段液壓系統(tǒng)”命令；②反饋扇形段液壓系統(tǒng)壓力值；③反饋扇形段位移傳感器值；④輥縫控制系統(tǒng)PLCS7-400將反饋的液壓系統(tǒng)壓力值與扇形段位移傳感器值結(jié)合判斷；進(jìn)而將結(jié)果輸出給連鑄主控系統(tǒng)。本發(fā)明可以防止由于液壓系統(tǒng)泄漏故障導(dǎo)致的輥縫失控，控制實(shí)際輥縫符合工藝制定的范圍內(nèi)，既保證了輥縫的收縮錐度確保鑄坯質(zhì)量，又能起到預(yù)警的作用保護(hù)扇形段設(shè)備，對(duì)連鑄生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備全面監(jiān)控和自動(dòng)化管理，穩(wěn)定了連鑄生產(chǎn)、提高工藝控制水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102310179SQ20111026374
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者吝章國(guó), 唐恒國(guó), 彭兆豐, 李貴陽(yáng), 李金波, 范佳, 許斌 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司