[发明专利]钢管测量点料流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管测量点料流控制方法，具体地说，涉及钢管厂的无缝钢管流水精整线出口测量点物料跟踪的优化控制方法。

背景技术

无缝钢管流水精整线测量点是整个精整线的最终出口，其控制范围通常是由一个步进梁，以及步进梁输送范围内的定位、测长、秤重、喷色环、针刻印、喷标等工位设备所组成。完成的功能是对进入测量点的钢管进行逐根的测长、秤重，并按照API标准，在管体上喷上色环、刻印生产标记和喷涂生产或用户信息。

图1显示了现有测量点控制装置的布置方式。其中的步进梁通常是一个回转式的整体移动钢管的装置，可以将各工位上的钢管整体向下移动一个工位。测量点控制信号布置主要有四类信号组成：

1、现场检测信号a，即定位、测长、称重、色环、针刻印、喷标所有工位上的占用信号，以及步进梁原位信号a1和步进梁处于启动状态信号a2；

2、设备控制信号b，设置在步进梁处和测长、称重、色环三个工位，控制装置可以针对现场设备发出的控制指令，如步进梁释放，秤锁定/解锁，测长启动，色环启动；

3、设备的状态信号c，即测长、色环、针刻印、喷标工序上现场设备的就绪信号；

4、设备的操作完成信号d，即测长、色环、针刻印、喷标工序上现场设备操作完成的信号。

除现场检测信号a外，另外三类控制信号b、c、d都是依据设备控制特性而设置的，不一定每个设备都完全具备。

根据API标准要求，测量点各工位上的管料跟踪要求做到根根编号、根根跟踪。即钢管的生产是以根为单位来进行，不是一个连续的生产过程。钢管与钢管之间可能是连续排列的，也可能间隔好几个工位。因此对料流跟踪的精度提出了很高的要求。通常这样一套设备的控制会由料流跟踪、设备操作、数据计算等模块所组成，包含钢管数据的处理和在线设备的控制功能。现有的控制方式主要采用事件触发方式，即通过现场设立的工位、步进梁原位等检测信号触发相应的控制程序，完成所对应的设备操作。

图2显示了现有控制方法的控制模块框图，其中的现场信号I/O控制程序方框和现场设备方框两部分实际上是现场信号读写程序，通常由通用软件实现，这不属于本发明讨论范围。

步进梁原位信号a1是步进梁在基准位置时检测到的信号，此时管子被放在各个工位上，整个步进梁装置处于静止状态。步进梁启动信号a2是步进梁启动后置“1”的信号，与步进梁原位信号的时序正好相反，表明此时步进梁装置正处于运转状态。

测长模块、称重模块、喷色环模块、针刻印控制模块和喷印机控制模块都是测量点上各个单机设备的控制模块。根据工位有管无管，以及料流控制模块提供的工位上管子的相关数据，如管号，喷印机要喷在管体上的字符串等等，完成所需要的设备操作功能。

步进梁回原位控制模块主要判断测量点前缓冲区是否有管，生产合同量是否已经达到等一系列数据条件，通过计算或条件判断决定是否可以继续生产，从而允许下一次步进梁启动。

料流模块由步进梁启动信号触发，用于移动料流，并为步进梁运转一周后移到针刻印和喷标工位上的管子准备好要刻印或喷涂的字符串。

步进梁启动模块检查各种启动条件，满足条件则发送步进梁释放命令，启动步进梁，进行下一个节拍的工作。

图3是现有的物料跟踪控制方法的流程图，显示了在理想情况下，一个完整的信号触发相关控制的流程。在事件触发模式下，各个控制模块都依靠现场的信号直接触发，完成相关操作后直接退出。其动作的先后顺序依靠现场信号的自然顺序来保证。因此对信号的质量和时序依赖性非常强。如果不发生信号错误，一个完整的控制流程如下：

初始状态下，步进梁在原位。各种启动条件满足，操作员通过“启动/停止”按钮，允许步进梁启动。步进梁启动模块发送步进梁释放命令启动步进梁后退出。步进梁由电气设备控制运转。

步进梁启动离开原位后，步进梁启动信号出现，料流模块被触发。完成移动料流工作和相关数据计算工作后退出。

步进梁回到原位后，步进梁原位信号出现，相应的各工位的工位信号也出现。例如，如果测长工位有管，则测长模块被触发，完成新管上料和管子的测长工作。其他工位也完成相应的工位设备操作工作。步进梁原位信号还会触发步进梁原位操作模块，进行合同量计算等操作，判断是否能继续进行下一节拍的生产。

当所有现场设备的操作完成，各设备完成信号置位，同时步进梁启动条件中的各相关条件都满足。则步进梁启动模块将被再次触发，从而启动步进梁，进行下一节拍的工作。