一種雙邊剪夾送輥步長控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙邊剪夾送輥步長控制方法，其步驟依次如下：A、夾送輥步長LP和剪切速度V給定數(shù)據(jù)下發(fā)至PLC；B、PLC控制模塊根據(jù)夾送輥給定夾送輥步長LP和速度V計算出夾送輥速度由0增大到V的三角斜坡時間Tr；C、夾送輥主驅(qū)動器通過現(xiàn)場總線PROFIBUS通訊實時接收三角斜坡時間Tr；D、夾送輥主驅(qū)動器向從驅(qū)動器發(fā)送電流跟隨給定信號；E、夾送輥主驅(qū)動器控制電機按三角斜坡時間Tr循環(huán)啟動與停止，并實施鋼板剪切。其簡單、穩(wěn)定性好，弱化了因編碼器受外部干擾出現(xiàn)計數(shù)不準而改變夾送輥步長，其實用性強。
【專利說明】一種雙邊剪夾送輥步長控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙邊剪剪切控制技術，更具體地說，涉及一種雙邊剪夾送輥步長控制方法。

【背景技術】
[0002]雙邊剪是中厚板軋機剪切工序上的重要設備，整個雙邊剪機組由主剪、夾送輥、機架橫移、輸送輥道、刀刃間隙調(diào)整、廢邊收集等設備組成，而夾送輥控制是整個雙邊剪機組中影響剪切質(zhì)量的關鍵組件，夾送輥分布于雙邊剪兩側的入口端和出口端固定側和移動側兩對前夾送輥和兩對后夾送輥，夾送輥的作用是使上下成對的輥子把鋼板夾緊，按步長給定指令循環(huán)啟動與停止，把鋼板送入雙邊剪內(nèi)剪切鋼板兩縱邊。
[0003]雙邊剪夾送輥步長控制目前采用最流行控制方法由編碼器脈沖計數(shù)、高速計數(shù)模塊轉(zhuǎn)換、PLC編程來實現(xiàn)，由于編碼器在工作中受現(xiàn)場環(huán)境溫度高、機械振動以及重復計數(shù)等因素的影響，計數(shù)易出現(xiàn)偏差，使實際步長忽長忽短，無法控制在設定值，夾送輥步長的不穩(wěn)定導致剪板過程中沖板、跑偏、錯邊等剪切缺陷，因此夾送輥步長不受控嚴重影響了鋼板剪切成材率和生產(chǎn)節(jié)奏，且一直是困擾中厚板軋機剪切線的一大癥結。
[0004]有鑒于此，尋求一種雙邊剪夾送輥步長控制方法成為該領域技術人員的追求目標。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種雙邊剪夾送輥步長控制方法，不會因編碼器計數(shù)不準使夾送輥步長忽長忽短，本發(fā)明在于弱化了依靠編碼器脈沖計數(shù)控制方式，公開了一種夾送輥步長等于時間軸和速度波形所圍成的三角斜坡面積的控制方法，能夠精確控制送板夾送輥步長，其實用性強。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種雙邊剪夾送輥步長控制方法，其步驟依次如下:
[0007]A、夾送輥步長Lp和剪切速度V給定數(shù)據(jù)下發(fā)至PLC ；
[0008]B、PLC控制模塊根據(jù)夾送輥給定夾送輥步長Lp和速度V計算出夾送輥速度由O增大到V的三角斜坡時間I；；
[0009]C、夾送輥主驅(qū)動器通過現(xiàn)場總線PR0FIBUS通訊實時接收三角斜坡時間I；；
[0010]D、夾送輥主驅(qū)動器向從驅(qū)動器發(fā)送電流跟隨給定信號；
[0011]E、夾送輥主驅(qū)動器控制電機按三角斜坡時間I；循環(huán)啟動與停止，并實施鋼板剪切。
[0012]進一步，所述步驟A的夾送輥步長Lp等于時間軸和三角斜坡速度波形所圍的三角形面積 S，即 Lp = S = 1/2X2TSXV0
[0013]進一步，所述步驟C的的三角斜坡時間?；，根據(jù)公式Tr = 1500XTs/Vm =1500XTs/738.5379 X Lp = 2.031 X TS/LP 計算得出。
[0014]進一步地，所述三角斜坡時間Tr為夾送輥主驅(qū)動器數(shù)字化參數(shù)斜坡上升時間P303或下降時間P304的值。
[0015]進一步，為使夾送輥步長控制保持穩(wěn)定，只要保證夾送輥電機每次啟動時的三角斜坡面積相等，即=S1 = S2 = S3 = Sn，不管上升和下降的斜坡怎么改變，夾送輥步長都是一樣。應用這個原理，我們就可以通過改變斜坡時間和送板時間2TS來確定夾送輥步長。反過來，當送板時間和夾送輥步長確定后，則可以計算出三角斜坡時間I；。
[0016]因此，只要送板時間和夾送輥步長確定，夾送輥主驅(qū)動器速度調(diào)節(jié)器的斜坡上升時間P303和斜坡下降時間P304就會根據(jù)計算公式隨之確定，從而有效控制夾送輥步長。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，具有如下積極效果為，本發(fā)明的雙邊剪夾送輥步長控制方法控制簡單，穩(wěn)定性好，弱化了因編碼器受外部干擾出現(xiàn)計數(shù)不準而改變夾送輥步長，其實用性強。
[0018]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是夾送輥分布圖。
[0020]圖2是夾送輥“主一從控制”連接圖。
[0021]圖3是夾送輥步長的計算示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的流程圖。

【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，雙邊剪設備包括入口移動側上輥、入口移動側下輥、入口固定側上輥、入口固定側下輥、出口移動側上輥、出口移動側下輥、出口固定側上輥及出口固定側下輥，上述八套夾送輥各對應設有一驅(qū)動所屬夾送輥的電機，以上述八套夾送輥的電機同步控制為目標，對所述八套夾送輥的電機采用“主-從控制”，數(shù)據(jù)傳送采用裝置對裝置通訊模式。
[0024]八套夾送輥采用直流電機驅(qū)動，直流驅(qū)動器采用具有模塊化結構的Siemens公司的6RA70全數(shù)字直流調(diào)速器。其中，所述調(diào)速器設有發(fā)送端子56、發(fā)送端子57、接收端子58及接收端子59。
[0025]如圖2所示，作為一個優(yōu)選方案，在入口移動側上輥、入口固定側上輥、出口移動側上輥及出口固定側上輥下壓入口移動側下輥、入口固定側下輥、出口移動側下輥及出口固定側下輥送板工作時，采用了“一主七從”的控制方式。把出口固定側下輥作為主驅(qū)動器；入口移動側上輥、入口移動側下輥、入口固定側上輥、入口固定側下輥、出口移動側上輥、出口移動側下輥及出口固定側上輥作為從驅(qū)動器，主驅(qū)動器為速度電流雙閉環(huán)控制，其余七臺從驅(qū)動器為電流跟隨控制。
[0026]具體地，出口固定側下輥的調(diào)速器的發(fā)送端子56分別連接入口固定側下輥的調(diào)速器的接收端子58、出口移動側下輥的調(diào)速器的接收端子58、出口固定側上輥的調(diào)速器的接收端子58及出口移動側上輥的調(diào)速器的接收端子58 ;出口固定側下輥的調(diào)速器的發(fā)送端子57分別連接入口固定側下輥的調(diào)速器的接收端子59、出口移動側下輥的調(diào)速器的接收端子59、出口固定側上輥的調(diào)速器的接收端子59及出口移動側上輥的調(diào)速器的接收端子59 ;入口固定側下輥的調(diào)速器的發(fā)送端子56分別連接入口移動側下輥的調(diào)速器的接收端子58、入口固定側上輥的調(diào)速器的接收端子58及入口移動側上輥的調(diào)速器的接收端子58;入口固定側下輥的調(diào)速器的發(fā)送端子57分別連接入口移動側下輥的調(diào)速器的接收端子59、入口固定側上輥的調(diào)速器的接收端子59及入口移動側上輥的調(diào)速器的接收端子59。作為主驅(qū)動器的出口固定側下輥，其調(diào)速器向作為從驅(qū)動器的入口固定側下輥、出口移動側下輥、出口固定側上輥及出口移動側上輥的共四個調(diào)速器發(fā)送調(diào)速信號，以直接控制該四個從驅(qū)動器的速度，而入口固定側下輥同時將該調(diào)速信號傳送至其他三個從驅(qū)動器，其分別為入口移動側下輥、入口固定側上輥及入口移動側上輥，以間接控制該三個從驅(qū)動器的速度。
[0027]同理，作為另一個優(yōu)選方案，在入口移動側上輥與入口固定側上輥壓下入口移動側下輥及入口固定側下輥單獨送板工作時，采用了“一主三從”的控制方式:把入口固定側下輥作為主驅(qū)動器；入口移動側下輥、入口固定側上輥和入口移動側上輥作為從驅(qū)動器，主驅(qū)動器為速度電流雙閉環(huán)控制，其余三臺從驅(qū)動器電流跟隨控制。
[0028]同理，作為另一個優(yōu)選方案，在入口移動側上輥與入口固定側上輥抬起，出口移動側上輥及出口固定側上輥壓下出口移動側下輥及出口固定側下輥單獨送板工作時，采用了“一主三從”的控制方式，把出口固定側下輥作為主驅(qū)動器，出口移動側上輥、出口固定側上輥及出口移動側下輥為從驅(qū)動器，主驅(qū)動器為速度電流雙閉環(huán)控制，其余三臺從驅(qū)動器電流跟隨控制。
[0029]在夾送輥電機控制模塊中使用了 SFC14和SFC15來實時修改驅(qū)動器的參數(shù)，這部分的資料詳見S7-400可編程控制器SFC14、SFC15系統(tǒng)功能說明。
[0030]根據(jù)雙邊剪剪切的工藝流程，F(xiàn)C40為處理按一定要求控制夾送輥啟動、停止的工藝模塊。以下作進一步說明:
[0031]如圖3和圖4所示，夾送輥步長就是電機驅(qū)動夾送輥運轉(zhuǎn)的線速度，上夾送輥及下夾送輥把鋼板夾緊從啟動到停止鋼板所行走的的距離就是夾送輥步長。夾送輥步長等于時間軸和速度波形所圍的面積，面積S等于夾送輥步長LP。即:LP = S---------(I)
[0032]為使每次夾送輥步長一致，只要保證夾送輥電機每次啟動時的三角斜坡面積相等，即=S1 = S2 = S3 = Sn,不管速度的拐點在哪個時間點,夾送棍步長都是一樣。應用這個原理，我們就可以通過改變速度波形面積的上升和下降的斜坡時間和送板時間2TS來確定實際的夾送輥步長。反過來，如果已知送板時間和夾送輥步長，則可以計算出速度波形面積的上升和下降的斜坡時間。
[0033]對于6RA70驅(qū)動器，波形面積的上升和下降的斜坡時間與速度給定有如下關系:
[0034]V ^ Ve 則:TS/VM = Tr/VE---------(2)
[0035]V ^ Ve 則 TS/VM = Tr/V----------(3)
[0036]對應到夾送輥電機，Ve = 1500轉(zhuǎn)/分。有:
[0037]V ^ 1500 轉(zhuǎn) / 分，則:TS/VM = Tr/1500---------(4)
[0038]V ^ 1500 轉(zhuǎn) / 分，則:TS/VM = Tr/V----------(5)
[0039]式中:V為給定速度，Vk為6RA70設定的電機額定速度，I；為P303或P304的值，Ts為速度給定時間，Vm為實際速度。
[0040]夾送輥的參數(shù)如下:行程加速比i = 25.91 ;夾送輥直徑Φ = 670毫米。[0041 ] 夾送輥速度V (米/秒)與電機速度Vm(轉(zhuǎn)/分)有如下關系:
[0042]V = Vm/60X0.67 TI /25.91----------(6)
[0043]設定斜坡上升和下降的時間相等，由夾送輥步長計算公式Lp = S可得:
[0044]Lp = S = 1/2 X 2TS X V----------(7)
[0045]BP:LP = 1/2X2TsXVm/60X0.67 TI /25.91--------------(8)
[0046]可得:Vm= 738.5379 X LP/TS-------------(9)
[0047]當Vm蘭1500轉(zhuǎn)/分時，速度給定固定為1500轉(zhuǎn)/分；當Vm 3 1500轉(zhuǎn)/分，速度給定為Vm。
[0048]由式(4)、式(5)和式(9)可得:
[0049]I) Vm = 738.5379XLP/TS ^ 1500 轉(zhuǎn) / 分時，Vs = 1500 轉(zhuǎn) / 分，
[0050]Tr = 1500 X TS/VM = 1500 X Ts/738.5379 XLp = 2.031 X TS/LP
[0051]2) Vm = 738.5379XLP/TS ^ 1500 轉(zhuǎn) / 分時，Vs = VM, Tr = Ts
[0052]式中:VS為速度給定(K3002) ；Tr為斜坡上升時間P303或下降時間P304 ；LP為夾送棍步長。
[0053]因此，本發(fā)明的一種雙邊剪夾送輥步長控制方法，其步驟依次如下:
[0054]A、夾送輥步長Lp和剪切速度V給定數(shù)據(jù)下發(fā)至PLC ；
[0055]B、PLC控制模塊根據(jù)夾送輥給定夾送輥步長Lp和速度V計算出夾送輥速度由O增大到V的三角斜坡時間I；；
[0056]C、夾送輥主驅(qū)動器通過現(xiàn)場總線PR0FIBUS通訊實時接收三角斜坡時間I；；
[0057]D、夾送輥主驅(qū)動器向從驅(qū)動器發(fā)送電流給定信號；
[0058]E、夾送輥主驅(qū)動器控制電機按三角斜坡時間I；循環(huán)啟動與停止，并實施鋼板剪切。
[0059]采用本發(fā)明的控制方法，避開了因編碼器受外部眾多因素干擾導致夾送輥夾送輥步長不穩(wěn)定，在實際操作中，操作人員選擇不同夾送輥步長和送板時間，夾送輥驅(qū)動器中斜坡時間也不相同，其實用性強，尤其適用于中厚板企業(yè)。
[0060]本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
【權利要求】
1.一種雙邊剪夾送輥步長控制方法，其特征在于，其步驟依次如下: A、夾送輥步長Lp和剪切速度V給定數(shù)據(jù)下發(fā)至PLC； B、PLC控制模塊根據(jù)夾送輥給定步長Lp和速度V計算出夾送輥速度由O增大到V的三角斜坡時間I；; C、夾送輥主驅(qū)動器通過現(xiàn)場總線PROFIBUS通訊實時接收三角斜坡時間I；； D、夾送輥主驅(qū)動器向從驅(qū)動器發(fā)送電流跟隨給定信號； E、夾送輥主驅(qū)動器控制電機按三角斜坡時間I；循環(huán)啟動與停止，并實施鋼板剪切。
2.如權利要求1所述雙邊剪夾送輥步長控制方法，其特征在于:所述步驟A的夾送輥步長Lp等于時間軸和三角斜坡速度波形所圍的三角形面積S，即Lp = S = 1/2X2TSXV。
3.如權利要求1所述雙邊剪夾送輥步長控制方法，其特征在于:所述步驟C的的三角斜坡時間 Tr，根據(jù)公式 Tr = 1500XTs/Vm = 1500XTs/738.5379 X Lp = 2.031XTS/LP 計算得出。
4.如權利要求1所述雙邊剪夾送輥步長控制方法，其特征在于:所述三角斜坡時間I；為夾送輥主驅(qū)動器數(shù)字化參數(shù)斜坡上升時間P303或下降時間P304的值。
【文檔編號】B21B15/00GK104308023SQ201410528635
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】戴文笠, 陳章泉, 丁克, 李志富, 潘和明, 劉世全, 劉金波, 王忠連, 雷國福 申請人:廣東韶鋼松山股份有限公司