1.一种工业生产设备控制系统,包括数据收集模块、设备监测模块和设备控制模块,其特征在于:所述数据收集模块用于收集带钢在轧制过程中的视觉图像、设备的状态数据和钢坯的综合信息,所述设备监测模块用于检测钢坯表面是否存在氧化层和杂物,实时检测加工的带钢的厚度及钢卷的卷曲状态,所述设备控制模块用于根据钢坯及加工中出现的问题对设备进行调整,所述数据收集模块、设备监测模块和设备控制模块相互电连接;
所述带钢检测模块包括表面检测子模块、厚度检测子模块和钢卷检测子模块,所述表面检测子模块用于检测加工的带钢表面的氧化层厚度、是否存在破损或夹层,所述厚度检测子模块用于检测加工的带钢的厚度是否符合设定的要求和检测带钢厚度是否均匀,所述钢卷检测子模块用于检测钢卷是否堆卷整齐;
所述设备检测模块包括轧辊检测子模块和除磷检测子模块,所述轧辊检测子模块用于检测热轧机的轧辊上是否出现裂缝或粘连有杂质,所述除磷检测子模块用于检测热轧机中除磷水枪的喷嘴角度和水压。
2.根据权利要求1所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述数据收集模块包括视觉模块、传感器模块和钢坯信息录入模块,所述视觉模块用于收集钢坯加工过程中钢坯表面的视觉图像,所述传感器模块用于收集设备在加工过程中的综合数据和钢坯的信息,所述钢坯信息录入模块用于将加工的钢坯综合数据录入系统。
3.根据权利要求2所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述设备监测模块包括带钢检测模块和设备检测模块,所述带钢检测模块用于检测当前钢坯表面是否出现破损、内部是否出现气泡及轧制的带钢厚度是否均匀,所述设备检测模块用于检测设备的轧辊是否出现故障和设备生产线的运行速度是否匹配。
4.根据权利要求3所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述设备控制模块包括立辊调整模块,所述立辊调整模块用于根据加工的钢坯的种类和大小对立辊进行调整。
5.根据权利要求4所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述设备控制模块还包括矫正模块,所述矫正模块用于根据系统标注的翘边和钢坯的薄厚不均对带钢进行矫正。
6.根据权利要求5所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述设备控制系统的运行方法包括以下步骤:
步骤S1:通过视觉模块,拍摄待加工的钢坯的视觉图像和加工过程中钢坯的视觉图像,记录并保存在系统中,通过传感器模块,实时收集设备在运行过程中的状态数据,通过钢坯信息录入模块,将钢坯的综合数据录入系统;
步骤S2:在开始轧制带钢时时,系统发出电信号触发表面检测子模块启动,开始分析钢坯表面的氧化层厚度及钢坯厚度对加热温度和立辊压力的影响,根据分析结果对钢坯进行处理;
步骤S3:在轧制过程中,系统启动表面检测子模块和厚度检测子模块,开始分析加工的带钢表面是否平整,加工的带钢厚度是否均匀,并根据分析结果对设备进行调整;
步骤S4:实时监测并分析生产链中设备的运行速度,根据分析结果对设备的运行速度进行调整,当带钢卷成钢卷时,矫正模块启动,根据钢卷的偏移进行调整,调整导板位置使钢卷边缘对齐,完成带钢成卷。
7.根据权利要求6所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述步骤S2进一步包括以下步骤:
步骤S21:调取当前待处理钢坯的材质、厚度,根据当前钢坯的材质调取数据库中历史加热温度及对应的钢坯厚度,根据历史加热温度和钢坯厚度的关系给出钢坯厚度对加热温度的影响系数α;
步骤S22:调取超声波探测数据,读取超声波点阵数据,根据超声波点阵数据构建钢坯的三维模型,构建坐标系,扫描并识别超声波点阵数据中数据变化的拐点,根据数据变化的拐点在钢坯三维模型中标记相应的坐标,根据更是计算当前钢坯的氧化层厚度式中,i=1,2,3.....n,H表示当前钢坯的氧化层的平均厚度,j表示对当前钢坯的氧化层的平均厚度的误差硬性系数,(X1,Y1),(X2,Y2)分别表示竖直方向上钢坯氧化层的上顶点和下顶点坐标,根据公式计算当前钢坯所需的加热温度式中,Q表示当前钢坯所需的加热温度,q表示当前材质钢坯加热的最低温度,H表示当前钢坯的氧化层的平均厚度,β表示当前氧化层厚度对钢坯加热温度的影响系数;
步骤S23:在处理钢坯氧化层时,根据钢坯的材质调取数据库中单位厚度h的钢坯所需的轧辊压力系数κ,根据公式计算立辊除磷装置之间的压力值 F表示立辊除磷装置之间的压力值,Hg表示钢坯的厚度,p表示钢坯表面氧化层对压力的衰减系数,启动立辊除磷装置对钢坯进行挤压除磷。
8.根据权利要求7所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述步骤S23中在清洗钢坯表面的氧化层及杂质时,调取钢坯表面的视觉图像,根据系统设定的大小将图像分割为n×m个等大小的像素块,扫描并识别每个像素块中每个像素点的颜色值,根据公式考计算当前像素块中像素点颜色值的平均值 根据公式计算当前像素块中的颜色值的方差 式中,i=1,2,3......n,M表示当前像素块中的颜色值的方差,m表示像素点的颜色值,m表示当前像素块中像素点的平均颜色值,m表示方差的误差系数,若像素块中颜色值的平均值小于系统设定阈值,则标记当前像素块在图像中的位置,反之则系统继续检测,若颜色块中颜色值的方差大于阈值,则标记当前像素块在图像中的位置,反之则系统继续检测,根据像素块在图像中的位置调整除磷水枪喷嘴锚定钢坯上氧化层及杂质的位置,根据设定的水压清除钢坯表面的氧化层及杂质。
9.根据权利要求8所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述步骤S3进一步包括以下步骤:
步骤S31:调取红外热成像数据,扫描红外热成像数据识别图像中的每个像素点的温度,计算相邻像素点的温度差,将相邻温度差小于阈值的像素点进行合并,若合并后的相邻区域间的温度差大于系统设定阈值,则将当前带钢进行再加热处理,反之则系统继续对带钢进行加工;
步骤S32:调取带钢的超声波探测数据,识别当前带钢的三维点阵数据,根据三维点阵数据构建带钢模型,在带钢模型中测量带钢横截面的厚度,将带钢的横截面厚度进行升序排序,计算带钢横截面的厚度差值,若厚度差值大于第一阈值,则将当前带钢标记为不可矫正,若厚度差值小于第一阈值且大于第二阈值,则将当前带钢标记为可矫正,反之则将当前带钢标记为合格品,调取可矫正带钢的最小厚度,对比系统中设定的带钢厚度,若当前可矫正带钢的最小厚度小于系统设定的带钢厚度,则将当前带钢标记为残次品,反之则根据当前带钢最小厚度设定轧辊之间的间隙,调取带钢的实际厚度、材质和温度,根据当前带钢材质调取带钢的回弹系数η,根据温度对照数据库中历史带钢的冷却收缩数据,给出温度对带钢厚度的影响系数μ,通过公式计算当前带钢的实际轧制厚度 式中,H实表示带钢实际需要轧制的厚度,h设表示带钢设定的轧制厚度。
10.根据权利要求9所述的一种工业生产设备控制系统,其特征在于:所述步骤S4中调取各个设备在处理带钢的速度,对比相邻设备之间的处理速度,若处理速度差值大于阈值,则降低速度较快的设备的运行速度,反之则系统继续处理钢坯,调取激光探测数据,扫描并识别带钢的边缘特征节点,将边缘特征节点进行连接,构建带钢的轮廓模型,建立坐标系,测量带钢边缘的长度,通过两点间距离公式计算带钢一侧两端点之间的距离,即带钢一侧边缘的理论长度,若激光探测器测量的带钢边缘长度与理论长度的差值小于阈值,则标记当前带钢为可卷带钢,反之则标记为不可卷带钢,当设备进行打卷时,若激光探测装置探测到带钢出现偏移,则启动导板向带钢偏移的相反方向移动,对带钢打卷进行矫正,反之则系统继续打卷。