传感器数值跳变的检测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及板带轧制技术领域，尤其涉及一种传感器数值跳变的检测方法、检测装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着板带轧制技术的发展，热轧板带无头轧制技术可以在线实现带钢变规格轧制，使薄规格轧制变得更加顺利，超薄规格轧制成为可能，实现部分以热代冷方面取得了显著成绩。无头轧制产线是一条自动化程度高度集中控制产线，所有自动化功能控制的依据来源于现场传感器的数值检测，基于检测数据在过程控制系统中进行PLC控制。

无头轧制产线常出现各种自动控制失败，导致自动控制失败的原因包括传感器故障或控制系统故障。然而，在排除传感器故障，控制系统故障的情况下，无头轧制产线还是会出现自动控制失败或故障的情况，如此将导致产线停产甚至设备损坏。

发明内容

本发明提供了一种传感器数值跳变的检测方法、检测装置、电子设备及存储介质，以解决或者部分解决无头轧制热轧产线在传感器正常，控制系统正常的情况下，依然存在自动控制故障可能性的技术问题。

为解决上述技术问题，根据本发明一个可选的实施例，提供了一种传感器数值跳变的检测方法，包括：

根据设定采样周期，获得目标传感器的检测数值；所述设定采样周期不超过所述PLC的扫描周期的五倍；

在检测到第一检测数值与第二检测数值之间的差值绝对值大于设定阈值时，发送报警信息；所述第一检测数值是所述目标传感器在当前采样周期里的检测数值，所述第二检测数值是所述目标传感器在前一个采样周期里的检测数值。

可选的，在所述发送报警信息之后，所述检测方法还包括：

将所述第二检测数值作为目标检测数值进行PLC控制。

可选的，所述设定采样周期等于所述PLC的扫描周期。

可选的，当所述检测数值为模拟量数值时，所述设定阈值的取值范围为40～60。

可选的，当所述检测数值为码值时，所述设定阈值的取值范围为4000～6000。

根据本发明另一个可选的实施例，提供了一种传感器数值跳变的检测装置，应用于可编程逻辑控制器PLC，所述检测装置包括：

获取模块，用于根据设定采样周期，获得目标传感器的检测数值；所述设定采样周期不超过所述PLC的扫描周期的五倍；

检测模块，用于在检测到第一检测数值与第二检测数值之间的差值绝对值大于设定阈值时，发送报警信息；所述第一检测数值是所述目标传感器在当前采样周期里的检测数值，所述第二检测数值是所述目标传感器在前一个采样周期里的检测数值。

可选的，所述检测装置还包括：

控制模块，用于将所述第二检测数值作为目标检测数值进行PLC控制可选的，所述设定采样周期等于所述PLC的扫描周期。

根据本发明另一个可选的实施例，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述技术方案中任一项所述的检测方法的步骤。

根据本发明另一个可选的实施例，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述技术方案中任一项所述的检测方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种传感器数值跳变的检测方法，根据设定采样周期，计算目标传感器在当前采样周期里的检测数值与其在前一个采样周期里的检测数值之间的差值；由于采样周期不超过PLC扫描周期的五倍，因此若差值超过了设定阈值，则说明在很短的时间内传感器的检测数值出现了明显变化，即产生了数值跳变波动，可能导致自动控制故障和设备损坏；因此，在检测到数值跳变后进行报警，可在第一时间将传感器数值检测跳变的故障信息传递给作业人员，从而实现对传感器数值检测稳定性的智能判断和精确维护，保证热连轧无头轧制生产线的顺稳运行。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的传感器数值跳变的检测方法流程示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的检测方法详细控制逻辑示意图；

图3示出了根据本发明另一个实施例的传感器数值跳变的检测装置示意图；

图4示出了根据本发明又一个实施例的电子设备示意图；

图5示出了根据本发明又一个实施例的计算机存储介质示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

研究表明，在排除了传感器硬件故障，控制系统故障的因素之后，无头轧制产线出现自动控制故障的常见原因之一是传感器的数值跳变，数值跳变是指传感器检测数值在一瞬间发生显著的改变。传感器数值一旦出现异常跳变，若无相应的检测判断手段，没有第一时间进行处理，将会直接导致自动化功能控制失败，从而导致产线的停产，甚至设备的损坏的情况出现。传感器故障不可怕，可怕的是传感器硬件正常但检测数值存在错误。因此，及时诊断热连轧产线传感器是否存在数值跳变，对热连轧产线的正常运行非常重要。

基于上述研究基础，在一个可选的实施例中，提供了一种传感器数值跳变的检测方法，应用于可编程逻辑控制器PLC，其整体思路如下：

根据设定采样周期，获得目标传感器的检测数值；所述设定采样周期不超过所述PLC的扫描周期的五倍；在检测到第一检测数值与第二检测数值之间的差值绝对值大于设定阈值时，发送报警信息；所述第一检测数值是所述目标传感器在当前采样周期里的检测数值，所述第二检测数值是所述目标传感器在前一个采样周期里的检测数值。

上述检测方法的原理是：以不超过PLC扫描周期的五倍的时间作为采样周期，计算目标传感器在当前采样周期里的检测数值与其在前一个采样周期里的检测数值之间的差值，由于采样周期不超过PLC扫描周期的五倍，若差值超过了设定阈值，则说明在很短时间内传感器的检测数值出现了明显变化，即产生了数值跳变波动，可能导致自动控制故障和设备损坏；因此，通过在检测到数值跳变后进行报警，可在第一时间将传感器数值检测跳变的故障信息传递给作业人员，从而实现对传感器数值检测稳定性的智能判断和精确维护，保证热连轧无头轧制生产线的顺稳运行。

在接下来的内容中，结合具体实施方式，对上述方案进行进一步的说明。

在一个可选的实施例中，如图1所示，传感器数值跳变的检测方法包括：

S101：根据设定采样周期，获得目标传感器的检测数值；所述设定采样周期不超过所述PLC的扫描周期的五倍；

具体的，在PLC控制器处于运行(RUN)状态时，PLC在内部处理、通信操作、输入扫描、执行用户程序、输出刷新五个工作阶段中循环工作。每完成一次以上五个阶段所需要的时间称为一个扫描周期。通常来说，PLC的扫描周期为毫秒级，如十几毫秒到几十毫秒。

设定采样周期表示PLC控制器从热轧产线的目标传感器处采集传感器检测数据的采集频率。例如，若某PLC的一个扫描周期10毫秒，而设定采样周期为三倍扫描周期，则设定采样周期为30毫秒，即每30毫秒获取一个传感器检测数值进行是否跳变的判断。

目标传感器可以是热轧生产线上用于检测轧制温度，卷取温度等温度传感器，也可以是检测带钢轧制宽度的激光测宽传感器，或者检测厚度的激光测厚传感器等，在此不做具体限定。

S102：在检测到第一检测数值与第二检测数值之间的差值绝对值大于设定阈值时，发送报警信息；所述第一检测数值是所述目标传感器在当前采样周期里的检测数值，所述第二检测数值是所述目标传感器在前一个采样周期里的检测数值。

在检测时，实时地将当前采样周期内采集的第一检测数值与与当前采样周期相邻的上一个采样周期的第二检测数值进行对比，若差值绝对值超过设定阈值，则说明传感器检测数值发生了跳变，因此PLC应当生成并发送报警信息；所述报警信息用于表示所述目标传感器发生数值跳变。报警信息可以发送至Wincc上位机，以提醒作业人员进行处理。

可选的，在所述发送报警信息之后，所述检测方法还包括：

将所述第二检测数值作为目标检测数值进行PLC控制。即，在判断出当前采样周期内目标传感器存在数值跳变时，舍弃当前采样周期的第一检测数据，使用上一个采样周期的第二检测数据参与PLC运算。

设定阈值的取值与目标传感器的检测数值的格式相关。对于钢铁热轧产线来说，研究和实践表明，若检测数值为模拟量数值，如终轧温度，卷取温度等，则所述设定阈值的取值范围为40～60，优选50。若检测数值为码值时，如带钢厚度检测数值，则所述设定阈值的取值范围为4000～6000，优选5000。

为了保证准确的检测出传感器的数值跳变，实践表明设定采样周期不宜超过PLC传感器扫描周期的五倍，否则会将正常的传感器数值变化判断成数值跳变。设定采样周期的时间越短，对传感器数值跳变的检测就更精确。

优选的，将设定采样周期设置为一个扫描周期，如此表示在PLC工作的每一个扫描周期内，均要采集目标传感器的检测数值，以进行目标传感器是否产生数值跳变的检测判断，其判断过程为：在PLC相邻两个扫描周期内，传感器数值前后变化量D不能超过设定阈值K，若变化量D超过设定阈值K，则判断传感器数值为跳变状态，该数值不可用，传感器检测数值则取PLC程序采用前一扫描周期的传感器数值，同时触发传感器的数值跳变的报警；若变化量D未超过该值K，则判断传感器数值为正常状态，传感器检测数值则取PLC程序采用后一扫描周期的传感器数值。

为了更直观的说明上述方案，结合具体实施案例进行说明：

在一个可选的实施例中，将上述方案应用到控制卷取温度的PLC控制器，目标传感器为卷取温度传感器，卷取温度传感器的检测数值为模拟量数据。

步骤11：传感器检测数值实时判断，控制卷取温度的PLC控制器实时采集每个扫描周期内的卷取温度传感器的检测数值；

步骤12：计算卷取温度传感器数值前后变化量D

步骤13：若变化量D未超过该值K

在另一个可选的实施例中，将上述方案应用到控制带钢轧制厚度的PLC控制器，目标传感器为精轧机F7机架出口侧的厚度传感器，用于检测热轧钢卷的成品厚度，厚度传感器的检测数值为码值数据。

步骤21：传感器检测数值实时判断，基于厚度传感器进行F7压下率控制的PLC控制器实时采集每个扫描周期内的厚度传感器的检测数值；

步骤22：计算厚度传感器数值前后变化量D

步骤23：若变化量D未超过该值K

上述实施例的检测过程控制如图2所示。

总的来说，本实施例提供了一种热轧产线上的传感器数值跳变异常的检测方法，通过在目标传感器对应的PLC控制器的每个扫描周期内采集传感器检测数值，然后实时判断相邻两个扫描周期内的检测数值的差异是否超过设定阈值，若超过则进行传感器数值跳变的报警；如此确保了传感器数值检测的稳定性，防止由于传感器数值跳变波动大造成的设备控制异常，避免了设备损坏和生产的中断；同时通过传感器数值跳变报警，在传感器异常的第一时间里起到智能判断和提醒作用，为维护人员更加精准地对异常传感器进行精密维护。

根据前述实施例相同的发明构思，在另一个可选的实施例中，如图3所示，提供了一种可编程逻辑控制器PLC数值跳变的检测装置，包括：

获取模块301，用于根据设定采样周期，获得目标传感器的检测数值；所述设定采样周期不超过所述PLC的扫描周期的五倍；

检测模块302，用于在检测到第一检测数值与第二检测数值之间的差值绝对值大于设定阈值时，发送报警信息；所述第一检测数值是所述目标传感器在第i个采样周期里的检测数值，所述第二检测数值是所述目标传感器在第i-1个采样周期里的检测数值，i>1且为整数。

可选的，检测装置还包括：

控制模块，用于将所述第二检测数值作为目标检测数值进行PLC控制

可选的，所述设定采样周期等于所述PLC的扫描周期。

可选的，当所述检测数值为模拟量数值时，所述设定阈值的取值范围为40～60。

可选的，当所述检测数值为码值时，所述设定阈值的取值范围为4000～6000。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，如图4所示，提供了一种电子设备，包括存储器410、处理器420及存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序411，处理器420执行计算机程序411时实现上述实施例中任一种检测方法。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，如图5所示，提供了一种计算机可读存储介质500，其上存储有计算机程序511，该计算机程序511被处理器执行时可以实现前述实施例中任一种检测方法。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种传感器数值跳变的检测方法和检测装置，通过根据设定采样周期，计算目标传感器在当前采样周期里的检测数值与其在前一个采样周期里的检测数值之间的差值；由于采样周期不超过PLC扫描周期的五倍，因此若差值超过了设定阈值，则说明在很短的时间内传感器的检测数值出现了明显变化，即产生了数值跳变波动，可能导致自动控制故障和设备损坏；因此，在检测到数值跳变后进行报警，可在第一时间将传感器数值检测跳变的故障信息传递给作业人员，从而实现对传感器数值检测稳定性的智能判断和精确维护，保证热连轧无头轧制生产线的顺稳运行。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。