除鳞喷嘴控制方法、装置、电子设备及可读存储介质与流程

1.本技术涉及机械设备领域，尤其涉及一种除鳞喷嘴控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。


背景技术：

2.除鳞喷嘴的功能为通过喷流出高压水来去除热轧机生产中的钢坯表面氧化铁皮，确保其钢制品表面的纯净度，而现有的除鳞喷嘴控制精度相对较低，从而会影响对除鳞喷嘴相关数据的获取范围，进而导致对除鳞喷嘴的性能评估产生偏差。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种除鳞喷嘴控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，旨在解决现有技术中除鳞喷嘴控制精度相对较低的技术问题。
4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种除鳞喷嘴控制方法，所述方法包括步骤：采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据，并获取目标运行数据；根据所述当前运行数据与所述目标运行数据生成控制参数；根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制。
5.可选地，所述根据所述当前运行数据与所述目标运行数据生成控制参数的步骤包括：计算所述当前运行数据与所述目标运行数据之间的控制偏差；将所述控制偏差导入至预设比例积分微分pid模块中进行运算得到所述控制参数。
6.可选地，所述采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据的步骤之后包括：获取过程值区间，并判断所述当前运行数据是否在所述过程值区间内，其中，所述过程值区间为预先设置的正常工况区间；若所述当前运行数据不在所述过程值区间内，则执行调节操作，以使下一控制周期中所述除鳞喷嘴的运行数据处于所述过程值区间内。
7.可选地，所述采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据的步骤之后包括：获取允许运行区间，并判断所述当前运行数据是否在所述允许运行区间内；若所述当前运行数据不在所述允许运行区间内，则执行报警操作。
8.可选地，所述控制参数包括流量参数与压力参数，所述根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制的步骤包括：将所述流量参数与所述压力参数发送至电动调节阀，以使所述电动调节阀在下一控制周期以所述流量参数以及所述压力参数运行。
9.可选地，所述控制参数包括喷嘴位置参数，所述根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制的步骤包括：
将所述喷嘴位置参数发送至电机驱动器，以使所述电机驱动器在下一控制周期以所述喷嘴位置参数控制步进电机动作。
10.可选地，所述方法还包括：获取记录的历史控制周期对应的历史运行数据；通过所述历史运行数据计算得到所述除鳞喷嘴的寿命预测轨迹；通过所述寿命预测轨迹得到所述除鳞喷嘴的当前使用寿命。
11.为实现上述目的，本发明还提供一种除鳞喷嘴控制装置，所述除鳞喷嘴控制装置包括：第一采集模块，用于采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据，并获取目标运行数据；第一生成模块，用于根据所述当前运行数据与所述目标运行数据生成控制参数；第一控制模块，用于根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制。
12.可选地所述第一生成模块包括：第一计算单元，用于计算所述当前运行数据与所述目标运行数据之间的控制偏差；第二计算单元，用于将所述控制偏差导入至预设比例积分微分pid模块中进行运算得到所述控制参数。
13.可选地，所述第一采集模块包括：第一获取单元，用于获取过程值区间，并判断所述当前运行数据是否在所述过程值区间内，其中，所述过程值区间为预先设置的正常工况区间；第一执行单元，用于若所述当前运行数据不在所述过程值区间内，则执行调节操作，以使下一控制周期中所述除鳞喷嘴的运行数据处于所述过程值区间内。
14.可选地，所述第一采集模块包括：第二获取单元，用于获取允许运行区间，并判断所述当前运行数据是否在所述允许运行区间内；第二执行单元，用于若所述当前运行数据不在所述允许运行区间内，则执行报警操作。
15.可选地，所述控制参数包括流量参数与压力参数，所述第一控制模块包括：第一发送单元，用于将所述流量参数与所述压力参数发送至电动调节阀，以使所述电动调节阀在下一控制周期以所述流量参数以及所述压力参数运行。
16.可选地，所述控制参数包括喷嘴位置参数，所述第一控制模块包括：第二发送单元，用于将所述喷嘴位置参数发送至电机驱动器，以使所述电机驱动器在下一控制周期以所述喷嘴位置参数控制步进电机动作。
17.可选地，所述除鳞喷嘴装置还包括：第三获取单元，用于获取记录的历史控制周期对应的历史运行数据；第三计算单元，用于通过所述历史运行数据计算得到所述除鳞喷嘴的寿命预测轨迹；第四计算单元，用于通过所述寿命预测轨迹得到所述除鳞喷嘴的当前使用寿命。
18.为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的除鳞喷嘴控制方法的步骤。
19.为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上所述的除鳞喷嘴控制方法的步骤。
20.本发明提出的一种除鳞喷嘴控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据，并获取目标运行数据；根据所述当前运行数据与所述目标运行数据生成控制参数；根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制。通过基于实际的当前运行数据生成后续阶段的控制操作，使得能够提高对于除鳞喷嘴的控制精度，进而能够提高对于除鳞喷嘴性能评估的精准度。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明除鳞喷嘴控制方法第一实施例的流程示意图；图2为本发明除鳞喷嘴控制方法第二实施例步骤s20的细化流程图；图3为本发明电子设备的模块结构示意图。
具体实施方式
24.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
25.本发明提供一种除鳞喷嘴控制方法，所述方法应用于除鳞喷嘴控制装置，除鳞喷嘴控制装置可以为一个除鳞喷嘴磨损试验平台；具体地，除鳞喷嘴试验平台包括水压控制系统、机械运行系统以及微机控制系统。微机控制系统主要包括对步进电机以及水压信号的计算，从而控制水压控制系统和机械运行系统；微机控制系统包括上位机控制系统以及下位机控制系统，其中，上位机控制系统与下位机控制系统通过通信模块连接，上位机控制系统包括人机接口模块、步进电机驱动模块、水压控制模块，人机器接口模块包括液晶显示器和界面显示单元，显示模块实时显示水压控制系统的参数信息；步进电机驱动模块用于发送一个指定的脉冲序列的每个步进电机驱动器，以实现电机的旋转定位和转速调节的控制器；水压控制模块用于通过压力变送器、电磁流量计等传感器对运行数据进行监测，并通过a/d转换，实现对测试水压的采集及流量控制。下位机控制系统在功能上主要包括供水系统的高压报警、停机控制、电动调节阀的控制、喷嘴打击力和打击域以及流量、水压数据的
采集等。
26.水压控制系统向高压除鳞喷嘴提供流量和压力，同时接受微机控制系统传来的信号实现电动调节阀的调节，达到喷嘴入口处压力和流量可变的目的。机械运行系统主要包括水泵运行，喷嘴模块运行，二维移动模块运行等。
27.参照图1，图1为本发明除鳞喷嘴控制方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括步骤：步骤s10，采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据，并获取目标运行数据；当前运行数据是指反映除鳞喷嘴当前工作状态的参数，具体地，本实施例中的当前运行数据包括流量数据、压力数据以及打击力数据；流量数据用于反映除鳞喷嘴输出水流的多少；压力数据用于反映除鳞喷嘴输出水流的压力；打击力数据用以反映被处理的部件收到的水流压力。具体地，不同的运行数据可以通过不同的方式进行采集，如设置对应种类的传感器等。
28.目标运行数据是指预先设置的期望运行数据；目标运行数据可以为操作人员在除鳞喷嘴工作前设置的，还可以基于实际需要处理的部件自动匹配的。
29.步骤s20，根据所述当前运行数据与所述目标运行数据生成控制参数；在实际应用中，往往无法使得实际的运行数据与目标运行数据完全一致，因此，需要控制当前运行数据持续逼近目标运行数据，以实现最精确的控制；控制参数即使得下一控制周期检测到的当前运行数据尽可能等同于目标运行数据的用于控制各部件的参数。
30.步骤s30，根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制。
31.控制参数用以对除鳞喷嘴的工作参数进行设置，如通过设置电动调节阀的参数来调节除鳞喷嘴的流量与压力，通过调节除鳞喷嘴的位置来调节打击力等。具体地，基于控制参数生成对应的控制信号，并将控制信号发送至对应的部件以实现对除鳞喷嘴的控制。
32.所述步骤s30包括步骤：步骤s31，将所述流量参数与所述压力参数发送至电动调节阀，以使所述电动调节阀在下一控制周期以所述流量参数以及所述压力参数运行。
33.控制参数包括流量参数与压力参数；流量参数用以控制电动调节阀以实现对除鳞喷嘴出水流量的控制，压力参数用以控制电动调节阀以实现对除鳞喷嘴出水压力的控制。
34.所述步骤s30包括步骤：步骤s32，将所述喷嘴位置参数发送至电机驱动器，以使所述电机驱动器在下一控制周期以所述喷嘴位置参数控制步进电机动作。
35.控制参数包括喷嘴位置参数，喷嘴位置参数用以指示除鳞喷嘴的位置。具体地，本实施例中除鳞喷嘴的位置通过步进电机控制，步进电机包括x、y、z轴步进电机，分别控制除鳞喷嘴在x、y、z方向上的移动，每个步进电机对应设置电机驱动器，即x、y、z轴电机驱动器；因此，喷嘴位置参数包括x、y、z三轴的位置参数，通过将喷嘴位置参数发送至电机驱动器，使得电机驱动器驱动步进电机移动以使除鳞喷嘴移动至对应位置。
36.本实施例通过基于实际的当前运行数据生成后续阶段的控制操作，使得能够提高对于除鳞喷嘴的控制精度，进而能够提高对于除鳞喷嘴性能评估的精准度。
37.进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明除鳞喷嘴控制方法第二实
施例中，参见图2，所述步骤s20包括步骤：步骤s21，计算所述当前运行数据与所述目标运行数据之间的控制偏差；步骤s22，将所述控制偏差导入至预设比例积分微分pid模块中进行运算得到所述控制参数。
38.控制偏差用以反映当前运行数据与目标运行数据之间的差异；具体地，可以通过对当前运行数据与目标运行数据作差得到控制偏差。
39.pid模块用以对控制偏差进行pid运算得到控制参数，具体地，pid运行的数学表达式为：其中，ev(t)为控制偏差；m（t）为控制参数；k
p
为比例系数；m为积分部分的初始值；ti为积分时间常数；td为微分时间常数；可以理解的是，k
p
、m、ti、td为pid运算的计算参数，基于使用设备以及实际应用场景不同可以进行对应的设置。
40.需要说明的是，运行数据与控制参数包括多组对应关系，如流量数据对应流量参数、压力数据对应压力参数、打击力数据对应喷嘴位置参数；因此，在计算控制参数时，需要将不同的参数分开计算，如将当前流量数据与目标流量数据作差得到流量控制偏差，进而将流量控制偏差导入pid模块得到流量参数；将当前压力数据与目标压力数据作差得到压力控制偏差，进而将压力控制偏差导入pid模块得到压力参数；将当前打击力数据与目标打击力数据作差得到打击力控制偏差，进而将打击力控制偏差导入pid模块得到喷嘴位置参数。
41.本实施例能够准确地计算得到控制参数。
42.进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明除鳞喷嘴控制方法第三实施例中，在所述步骤s10中的所述采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据的步骤之后包括：步骤s11，获取过程值区间，并判断所述当前运行数据是否在所述过程值区间内，其中，所述过程值区间为预先设置的正常工况区间；步骤s12，若所述当前运行数据不在所述过程值区间内，则执行调节操作，以使下一控制周期中所述除鳞喷嘴的运行数据处于所述过程值区间内。
43.即在当前运行数据处于过程值区间时，认为除鳞喷嘴当前运行正常，而在当前运行数据不处于过程值区间时，则认为除鳞喷嘴当前工况出现偏差，需要进行干预以使除鳞喷嘴重新回到正常运行状态。过程值区间由操作人员在除鳞喷嘴工作前进行设置，基于使用设备以及实际应用场景不同可以对过程值区间进行调整。调节操作用以对当前的控制参数的生成进行干预，以使得在调节操作后生成的控制参数能够令运行数据回归到过程值区间内；具体地，调节操作可以为对pid参数进行调整。
44.在所述步骤s10中的所述采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据的步骤之后包括：步骤s13，获取允许运行区间，并判断所述当前运行数据是否在所述允许运行区间内；
步骤s14，若所述当前运行数据不在所述允许运行区间内，则执行报警操作。
45.允许运行区间为预先设置的，认为运行数据满足运行标准的区间，在当前运行数据位于允许运行区间时，认为除鳞喷嘴工作在允许的范围内，在当前运行数据位于允许运行区间之外时，认为除鳞喷嘴当前工作出现较大问题或故障，若仍然以当前状态运行，会造成较严重的后果，此时需要进行报警操作，以及时对除鳞喷嘴进行处理。报警操作包括控制报警器执行报警操作、显示报警信息、停止除鳞喷嘴工作等。允许运行区间由操作人员在除鳞喷嘴工作前进行设置，基于使用设备以及实际应用场景不同可以对允许运行区间进行调整。
46.本实施例能够保证除鳞喷嘴以正常工况运行。
47.进一步地，在基于本发明的第一实施例所提出的本发明除鳞喷嘴控制方法第四实施例中，所述方法还包括：步骤s40，获取记录的历史控制周期对应的历史运行数据；步骤s50，通过所述历史运行数据计算得到所述除鳞喷嘴的寿命预测轨迹；步骤s60，通过所述寿命预测轨迹得到所述除鳞喷嘴的当前使用寿命。
48.在每个控制周期结束后，将控制周期内产生的数据存储得到历史运行数据，历史运行数据包括但不限于运行数据、控制参数。通过比较历史运行数据之间的差异得到除鳞喷嘴性能随时间的变化，进而结合周期间隔、周期长度得到寿命预测轨迹，通过寿命预测轨迹以及当前周期位置即可得到当前使用寿命；当前使用寿命是指当前剩余的使用寿命。需要说明的是，具体的寿命预测轨迹的计算方式可以基于实际应用场景以及需要进行设置，在此不进行限定。
49.本实施例能够准确预测除鳞喷嘴的当前使用寿命。
50.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
51.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如rom/ram、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本技术各个实施例所述的方法。
52.本技术还提供一种用于实施上述除鳞喷嘴控制方法的除鳞喷嘴控制装置，除鳞喷嘴控制装置包括：第一采集模块，用于采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据，并获取目标运行数据；第一生成模块，用于根据所述当前运行数据与所述目标运行数据生成控制参数；第一控制模块，用于根据所述控制参数在下一控制周期对所述除鳞喷嘴进行控制。
53.本除鳞喷嘴控制装置通过基于实际的当前运行数据生成后续阶段的控制操作，使得能够提高对于除鳞喷嘴的控制精度，进而能够提高对于除鳞喷嘴性能评估的精准度。
54.需要说明的是，该实施例中的第一采集模块可以用于执行本技术实施例中的步骤s10，该实施例中的第一生成模块可以用于执行本技术实施例中的步骤s20，该实施例中的第一控制模块可以用于执行本技术实施例中的步骤s30。
55.进一步地，所述第一生成模块包括：第一计算单元，用于计算所述当前运行数据与所述目标运行数据之间的控制偏差；第二计算单元，用于将所述控制偏差导入至预设比例积分微分pid模块中进行运算得到所述控制参数。
56.进一步地，所述第一采集模块包括：第一获取单元，用于获取过程值区间，并判断所述当前运行数据是否在所述过程值区间内，其中，所述过程值区间为预先设置的正常工况区间；第一执行单元，用于若所述当前运行数据不在所述过程值区间内，则执行调节操作，以使下一控制周期中所述除鳞喷嘴的运行数据处于所述过程值区间内。
57.进一步地，所述第一采集模块包括：第二获取单元，用于获取允许运行区间，并判断所述当前运行数据是否在所述允许运行区间内；第二执行单元，用于若所述当前运行数据不在所述允许运行区间内，则执行报警操作。
58.进一步地，所述控制参数包括流量参数与压力参数，所述第一控制模块包括：第一发送单元，用于将所述流量参数与所述压力参数发送至电动调节阀，以使所述电动调节阀在下一控制周期以所述流量参数以及所述压力参数运行。
59.进一步地，所述控制参数包括喷嘴位置参数，所述第一控制模块包括：第二发送单元，用于将所述喷嘴位置参数发送至电机驱动器，以使所述电机驱动器在下一控制周期以所述喷嘴位置参数控制步进电机动作。
60.进一步地，所述除鳞喷嘴装置还包括：第三获取单元，用于获取记录的历史控制周期对应的历史运行数据；第三计算单元，用于通过所述历史运行数据计算得到所述除鳞喷嘴的寿命预测轨迹；第四计算单元，用于通过所述寿命预测轨迹得到所述除鳞喷嘴的当前使用寿命。
61.此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，其中，硬件环境包括网络环境。
62.参照图3，在硬件结构上所述电子设备可以包括通信模块10、存储器20以及处理器30等部件。在所述电子设备中，所述处理器30分别与所述存储器20以及所述通信模块10连接，所述存储器20上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器30执行，所述计算机程序执行时实现上述方法实施例的步骤。
63.通信模块10，可通过网络与外部通讯设备连接。通信模块10可以接收外部通讯设
备发出的请求，还可以发送请求、指令及信息至所述外部通讯设备，所述外部通讯设备可以是其它电子设备、服务器或者物联网设备，例如电视等等。
64.存储器20，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如采集所述除鳞喷嘴当前控制周期的当前运行数据）等；存储数据区可包括数据库，存储数据区可存储根据系统的使用所创建的数据或信息等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
65.处理器30，是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器20内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器30可包括一个或多个处理单元；可选地，处理器30可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器30中。
66.尽管图3未示出，但上述电子设备还可以包括电路控制模块，所述电路控制模块用于与电源连接，保证其他部件的正常工作。本领域技术人员可以理解，图3中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
67.本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机可读存储介质可以是图3的电子设备中的存储器20，也可以是如rom（read-only memory，只读存储器）/ram（random access memory，随机存取存储器）、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的终端设备(可以是电视，汽车，手机，计算机，服务器，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
68.在本发明中，术语“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
70.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，本发明保护的范围并不局限于此，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和替换，这些变化、修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。