專利名稱：鋼水液位自動(dòng)控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及鋼水液位自動(dòng)控制裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化冶金行業(yè)的生產(chǎn)中，對(duì)鋼水液位的控制一直是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。由于生產(chǎn)環(huán)境比較特殊，鋼水溫度很高，一般的測(cè)量方法和工具很難滿足測(cè)量要求，而對(duì)鋼水液位的控制水平又直接影響冶金行業(yè)的生產(chǎn)工藝水平。因此如何準(zhǔn)確、有效的控制好鋼水液位就顯得尤為重要。在實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變，鋼水液位控制精度很難把握。目前比較常見的測(cè)量方法是，在人工觀測(cè)的基礎(chǔ)上加上電極限位來進(jìn)行鋼水位置的控制調(diào)節(jié)。但是這種方法危險(xiǎn)系數(shù)較大，測(cè)量精度不夠準(zhǔn)確，不能很好的滿足生產(chǎn)工藝的要求，還會(huì)造成生產(chǎn)質(zhì)量問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼水液位自動(dòng)控制裝置及其方法，實(shí)現(xiàn)了控制精度高，安全可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)精確控制鋼水包內(nèi)鋼水的液位。本發(fā)明的裝置包括攝像頭、圖像處理計(jì)算控制器、PLC控制器和狗計(jì)0定位控制器；攝像頭和圖像處理計(jì)算控制器相連，PLC控制器通過以太網(wǎng)和DP總線分別與計(jì)算控制器和Festo定位控制器相連；所述攝像頭設(shè)置在鋼水包的上方，實(shí)時(shí)拍攝鋼水包內(nèi)鋼水的液位位置，并將所拍攝的圖片實(shí)時(shí)傳送給圖像處理計(jì)算控制器；所述圖像處理計(jì)算控制器對(duì)圖片進(jìn)行計(jì)算處理，得到當(dāng)前鋼水包內(nèi)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(nèi)當(dāng)前液位值和設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)使當(dāng)前值趨向于設(shè)定值，調(diào)節(jié)后的鋼水液位值傳送給i^esto定位控制器；所述Festo定位控制器根據(jù)接收到的鋼水液位值控制鋼水包內(nèi)鋼水的液位。本發(fā)明的方法包括如下步驟由攝像頭實(shí)時(shí)拍攝鋼水包內(nèi)鋼水的液位位置，并將所拍攝的圖片實(shí)時(shí)傳送給圖像處理計(jì)算控制器；經(jīng)過圖像處理計(jì)算控制器對(duì)圖片的計(jì)算處理，得到當(dāng)前鋼水包內(nèi)鋼水的液位水平位置數(shù)據(jù)并將其傳送給PLC控制器；由PLC控制器對(duì)當(dāng)前的液位值和設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)使當(dāng)前液位值趨向于設(shè)定值，調(diào)節(jié)后的鋼水液位值傳送給i^esto定位控制器；Festo定位控制器根據(jù)收到的鋼水液位值控制鋼水包內(nèi)鋼水的液位。本發(fā)明在鋼水液位自動(dòng)控制中，通過攝像頭1實(shí)時(shí)采集鋼水包3內(nèi)鋼水的圖片，由圖像處理計(jì)算控制器2進(jìn)行處理，得到當(dāng)前鋼水包內(nèi)準(zhǔn)確的液位水平數(shù)據(jù)；PLC控制器進(jìn)行液位水平數(shù)據(jù)處理和PID調(diào)節(jié)，通過和理論設(shè)定值進(jìn)行比較，得到一個(gè)合理的調(diào)節(jié)值， Festo定位控制器通過控制塞桿6的開度來調(diào)節(jié)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(chǎn)要求，達(dá)到工藝要求的標(biāo)準(zhǔn)。采用本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)鋼水包液位自動(dòng)控制，控制精度能夠達(dá)到20 μ m,既安全穩(wěn)定又可進(jìn)行實(shí)時(shí)控制測(cè)量，完全適應(yīng)冶金工業(yè)生產(chǎn)對(duì)鋼水液位的嚴(yán)格工藝要求。


圖1是鋼水液位自動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，攝像頭1、圖像處理計(jì)算控制器2、鋼水包3、中間包4、氣缸5、塞桿6。
具體實(shí)施例方式圖1是在非晶帶材生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)鋼水液位自動(dòng)控制的一個(gè)實(shí)施例。具體包括攝像頭 1、圖像處理計(jì)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(shí)時(shí)拍攝鋼水包3內(nèi)鋼水的液位，并將所拍攝的圖片實(shí)時(shí)傳送給圖像處理計(jì)算控制器2中。圖像處理計(jì)算控制器2對(duì)圖片通過計(jì)算處理，得到當(dāng)前鋼水包3內(nèi)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(dāng)前鋼水包3內(nèi)鋼水的液位數(shù)據(jù)后，將當(dāng)前值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較， 然后通過PID調(diào)節(jié)使當(dāng)前值更加趨向于設(shè)定值，經(jīng)PLC控制器調(diào)節(jié)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(shù)據(jù)后，通過氣缸5控制位于中間包4內(nèi)的塞桿6開度，控制鋼水包3內(nèi)鋼水的液位，即是否需要向鋼水包3內(nèi)補(bǔ)充鋼水。Festo定位控制器和PLC控制器之間通過PROFIBUS-DPG^rocess Field Bus，現(xiàn)場(chǎng)總線)協(xié)議進(jìn)行通訊。PLC控制器和圖像處理算控制器之間通過串口協(xié)議進(jìn)行通訊。以上通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。 在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋼水液位自動(dòng)控制裝置，其特征在于，包括攝像頭、圖像處理計(jì)算控制器、PLC 控制器和i^esto定位控制器；攝像頭和圖像處理計(jì)算控制器相連，PLC控制器通過以太網(wǎng)和 DP總線分別與計(jì)算控制器和Festo定位控制器相連。所述攝像頭設(shè)置在鋼水包的上方，實(shí)時(shí)拍攝鋼水包內(nèi)鋼水的液位位置，并將所拍攝的圖片實(shí)時(shí)傳送給圖像處理計(jì)算控制器；所述圖像處理計(jì)算控制器對(duì)圖片進(jìn)行計(jì)算處理，得到當(dāng)前鋼水包內(nèi)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(nèi)當(dāng)前液位值和設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)使當(dāng)前值趨向于設(shè)定值，調(diào)節(jié)后的鋼水液位值傳送給i^esto定位控制器；所述!^esto定位控制器根據(jù)接收到的鋼水液位值控制鋼水包內(nèi)鋼水的液位。
2.一種采用權(quán)利要求1所述的裝置鋼水液位自動(dòng)控制的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)由攝像頭實(shí)時(shí)拍攝鋼水包內(nèi)鋼水的液位位置，并將所拍攝的圖片實(shí)時(shí)傳送給圖像處理計(jì)算控制器；(2)經(jīng)過圖像處理計(jì)算控制器對(duì)圖片的計(jì)算處理，得到當(dāng)前鋼水包內(nèi)鋼水的液位水平位置數(shù)據(jù)并將其傳送給PLC控制器；(3)由PLC控制器對(duì)當(dāng)前的液位值和設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)使當(dāng)前液位值趨向于設(shè)定值，調(diào)節(jié)后的鋼水液位值傳送給i^esto定位控制器；(4)Festo定位控制器根據(jù)收到的鋼水液位值控制鋼水包內(nèi)鋼水的液位。
全文摘要
一種鋼水液位自動(dòng)控制裝置及其方法，屬于工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。包括攝像頭、圖像處理計(jì)算控制器、PLC控制器和Festo定位控制器；攝像頭和圖像處理計(jì)算控制器相連，PLC控制器通過以太網(wǎng)和DP總線分別與計(jì)算控制器和Festo定位控制器相連。攝像頭將所拍攝的圖片實(shí)時(shí)傳送給圖像處理計(jì)算控制器；圖像處理計(jì)算控制器得到當(dāng)前鋼水包內(nèi)鋼水的液位水平位置并將其傳送給PLC控制器；PLC控制器將鋼水包內(nèi)當(dāng)前液位值和設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，通過PID調(diào)節(jié)使當(dāng)前值趨向于設(shè)定值，調(diào)節(jié)后的鋼水液位值傳送給Festo定位控制器；Festo定位控制器根據(jù)接收到的鋼水液位值控制鋼水包內(nèi)鋼水的液位。優(yōu)點(diǎn)在于控制精度能夠達(dá)到20μm，既安全穩(wěn)定又可進(jìn)行實(shí)時(shí)控制測(cè)量。
文檔編號(hào)G05D9/00GK102343428SQ20111035890
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者張鵬飛, 梁勇, 蘇勝石, 馬湧 申請(qǐng)人:上海金自天正信息技術(shù)有限公司