專(zhuān)利名稱：一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于五機(jī)架帶鋼冷連軋出口飛剪控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及五機(jī)架帶鋼冷連軋出口飛剪傳動(dòng)控制、剪刃定位控制和剪切控制，具體涉及一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在冷連軋帶鋼生產(chǎn)中，出口飛剪的主要任務(wù)是把從軋機(jī)出來(lái)的帶鋼進(jìn)行頭部剪切、焊縫剪切或分卷剪切，剪切后的帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)卷成鋼卷。飛剪的剪切精度和速度，直接關(guān)系到冷連軋生產(chǎn)線產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。目前的飛剪剪切過(guò)程為軋線在剪刃在50°位置時(shí)穿帶，穿帶完畢后，剪刃定位于139°初始位置，剪切開(kāi)始，剪刃在139°初始位置開(kāi)始起動(dòng)加速，旋轉(zhuǎn)191° (此時(shí)位于 330° )達(dá)到與帶鋼同步的速度，進(jìn)入剪切區(qū)(330° 30°之間)，剪刃速度保持恒定，剪刃速度Vknift = (l+x% ) ★ Vsteip, 為速度超前系數(shù)。離開(kāi)剪切區(qū)后飛剪開(kāi)始進(jìn)行以139° 為目標(biāo)位的位置閉環(huán)控制，并最終停止在139°位置，等待下一次剪切。飛剪的剪切位置通過(guò)焊縫跟蹤實(shí)現(xiàn)，焊縫位置跟蹤計(jì)算方法如下L2 =f v*tVl0<L2<LlV2L\<L2<L\ + 4000V3Zl + 4000 ^ Z2< Zl+ 8000[0006]V = \V4Zl + 8000 ^ Z2< Zl+ 12000V5Ll + 12000 <L2<L\ + 16000V6Zl+ 16000^12其中L1為姊焊縫檢測(cè)儀到一號(hào)軋機(jī)中心線的帶鋼長(zhǎng)度。L2為姊焊縫檢測(cè)儀到剪切點(diǎn)長(zhǎng)度。V1-V6為圖4所示各位置帶鋼速度。冷連軋飛剪控制精度高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成材率產(chǎn)生直接影響，而控制精度高低主要由3個(gè)因素決定(1)飛剪剪刃位置定位精度；(2)飛剪傳動(dòng)響應(yīng)速度；(3)軋線焊縫跟蹤精度。傳統(tǒng)飛剪控制方法采用飛剪傳動(dòng)控制系統(tǒng)與軋線自動(dòng)化配合控制，即傳動(dòng)負(fù)責(zé)飛剪的速度、電流閉環(huán)控制；軋線自動(dòng)化負(fù)責(zé)飛剪剪刃位置定位控制和軋線焊縫跟蹤控制。這種控制方法由于傳動(dòng)控制系統(tǒng)與軋線自動(dòng)化分離控制，存在因通信速度問(wèn)題造成控制精度低、故障不易查找、調(diào)試復(fù)雜、軟硬件成本高等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述問(wèn)題，提出一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型在飛剪傳動(dòng)控制系統(tǒng)中增加一塊工藝控制板及絕對(duì)值位置編碼器，在飛剪傳動(dòng)控制系統(tǒng)中完成傳動(dòng)速度、電流閉環(huán)控制、飛剪剪刃位置定位及軋線焊縫跟蹤控制，大大提高剪切精度。另外，系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)單，故障查找方便，同時(shí)也降低軟硬件成本。一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)、傳動(dòng)控制系統(tǒng)、電機(jī)、工藝控制板和絕對(duì)值位置編碼器，傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)控制板，傳動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)連接飛剪；自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過(guò)串行通訊接口與工藝控制板進(jìn)行通訊，工藝控制板和傳動(dòng)控制板之間通過(guò)總線進(jìn)行通訊，工藝控制板根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)控制傳動(dòng)控制板，實(shí)現(xiàn)剪刃的定位、焊縫剪切和分卷剪切；工藝控制板通過(guò)絕對(duì)值編碼器接口與絕對(duì)值編碼器連接，絕對(duì)值編碼器連接于飛剪的轉(zhuǎn)鼓軸上，絕對(duì)值位置編碼器對(duì)飛剪剪刃位置在 0-360度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果輸出給工藝控制板，形成位置閉環(huán)控制。應(yīng)用上述控制系統(tǒng)的一種冷連軋帶鋼飛剪控制方法，包括以下幾個(gè)步驟步驟一飛剪位置控制；當(dāng)軋機(jī)穿帶時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)向工藝控制板發(fā)出穿帶信號(hào)，工藝控制板向傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)傳動(dòng)控制板發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)，通過(guò)電機(jī)使剪刃自動(dòng)定位到50°穿帶位置，進(jìn)行穿帶，當(dāng)軋機(jī)穿帶結(jié)束后，自動(dòng)化系統(tǒng)向工藝控制板發(fā)出穿帶完畢信號(hào)，工藝控制板向傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)傳動(dòng)控制板發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)，通過(guò)電機(jī)使剪刃自動(dòng)定位到139°剪切等待位置；絕對(duì)值編碼器實(shí)時(shí)的將檢測(cè)到的剪刃位置發(fā)送給工藝控制板，形成位置閉環(huán)控制；其中剪刃50°時(shí)為穿帶位置，剪刃139°時(shí)為剪切等待及加速開(kāi)始位置，剪刃330°時(shí)為加速完成位置，剪刃0°時(shí)為剪切位置，剪刃30°時(shí)為剪切完成位置；步驟二 選擇焊縫剪切或者分卷剪切，當(dāng)需要焊縫剪切時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)向工藝控制板發(fā)出焊縫剪切模式信號(hào)，進(jìn)入步驟三，當(dāng)需要分卷剪切時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)向工藝控制板發(fā)出分卷剪切模式信號(hào)，進(jìn)入步驟四；步驟三焊縫剪切控制；焊縫檢測(cè)儀對(duì)帶鋼的焊縫進(jìn)行檢測(cè)，并且將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至工藝控制板，工藝控制板根據(jù)焊縫檢測(cè)儀發(fā)送的焊縫檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行焊縫跟蹤，當(dāng)焊縫到達(dá)飛剪前時(shí)，工藝控制板向傳動(dòng)控制系統(tǒng)的傳動(dòng)控制板發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛剪啟動(dòng)加速，然后進(jìn)行剪切，工藝控制板通過(guò)絕對(duì)值編碼器對(duì)剪刃位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，剪切完畢后，工藝控制板控制傳動(dòng)控制系統(tǒng)將剪刃定位到139°剪切等待位置，等待下一次焊縫剪切，返回步驟二，否則，結(jié)束；步驟四，分卷剪切控制；當(dāng)生產(chǎn)要求將大鋼卷分為小鋼卷時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)向工藝控制板發(fā)出分卷剪切模式信號(hào)、軋線速度及分卷長(zhǎng)度；當(dāng)工藝控制板經(jīng)計(jì)算帶鋼達(dá)到分卷長(zhǎng)度時(shí)，工藝控制板向傳動(dòng)控制系統(tǒng)的傳動(dòng)控制板發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛剪啟動(dòng)加速，然后進(jìn)行剪切，工藝控制板通過(guò)絕對(duì)值編碼器對(duì)剪刃位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，剪切完畢后，工藝控制板將剪刃定位到139°剪切等待位置，如果等待下一次焊縫剪切，返回步驟二，否則，結(jié)束。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)控制和飛剪的工藝控制通過(guò)在傳動(dòng)控制系統(tǒng)增加工藝控制板在傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部完成，極大的提高系統(tǒng)可靠性和控制精度，并且降低成本；安裝絕對(duì)值位置器對(duì)剪刃位置進(jìn)行檢測(cè)，提高了剪刃位置控制精度和位置控制手段，為提高剪切精度提供保證。
圖1是本實(shí)用新型的冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的冷連軋帶鋼飛剪控制方法流程圖；圖3是本實(shí)用新型的飛剪剪刃位置示意圖；圖4是本實(shí)用新型的飛剪焊縫位置跟蹤示意圖。圖中1-自動(dòng)化控制系統(tǒng) 2-傳動(dòng)控制系統(tǒng) 3-絕對(duì)值位置編碼器4-飛剪5-電機(jī)6-工藝控制板201-傳動(dòng)控制板
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型是一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)，如圖1所示，在現(xiàn)有的傳動(dòng)控制系統(tǒng)中，增加一個(gè)工藝控制板6，在飛剪4轉(zhuǎn)鼓軸上安裝絕對(duì)值位置編碼器3替代傳統(tǒng)的極限開(kāi)關(guān)，所述的冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)1、傳動(dòng)控制系統(tǒng)2、工藝控制板6、絕對(duì)值位置編碼器3和電機(jī)5。自動(dòng)化控制系統(tǒng)1通常采用為工控機(jī)或者PLC。自動(dòng)化控制系統(tǒng)1通過(guò)串行通訊接口與工藝控制板6進(jìn)行通訊，向工藝控制板發(fā)出穿帶信號(hào)、穿帶完畢信號(hào)、焊縫剪切模式信號(hào)、分卷剪切模式信號(hào)等信號(hào)，使得工藝控制板6能夠進(jìn)行飛剪位置控制、焊縫剪切控制和分卷剪切控制。通過(guò)焊縫剪切模式信號(hào)或者分卷剪切模式信號(hào)，確定進(jìn)行焊縫剪切或者分卷剪切。傳動(dòng)控制系統(tǒng)2內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)控制板201。傳動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5，電機(jī)5連接飛剪4，傳動(dòng)控制板201通過(guò)控制電機(jī)5的運(yùn)行，進(jìn)而控制飛剪4的運(yùn)行。AC380V交流電源由外部提供，作為傳動(dòng)系統(tǒng)2和工藝控制板 6的動(dòng)力電源。工藝控制板6和傳動(dòng)控制板201通過(guò)背板總線進(jìn)行通訊，具有通訊速度快、可靠性高的特點(diǎn)。工藝控制板6和傳動(dòng)控制板201集成在一個(gè)機(jī)箱中。工藝控制板6根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)1發(fā)出的信號(hào)控制傳動(dòng)控制板201，實(shí)現(xiàn)剪刃的定位、焊縫剪切和分卷剪切。工藝控制板6內(nèi)置高速CPU，具備浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算功能，工藝控制板6本身具有數(shù)字量 I/O接口、模擬量I/O接口、絕對(duì)值編碼器(SSI)接口、串行通訊接口。數(shù)字量I/O接口、模擬量I/O接口作為備用。絕對(duì)值編碼器3連接于飛剪4的軸上，工藝控制板6通過(guò)絕對(duì)值編碼器(SSI)接口與絕對(duì)值編碼器3連接。工藝控制板6通過(guò)設(shè)置程序，控制傳動(dòng)控制板 201完成飛剪4剪刃位置定位控制、軋線焊縫跟蹤控制、分卷長(zhǎng)度計(jì)算及飛剪啟?？刂啤１景l(fā)明中在飛剪4轉(zhuǎn)鼓軸上安裝絕對(duì)值位置編碼器3替代傳統(tǒng)的極限開(kāi)關(guān)，絕對(duì)值位置編碼器3對(duì)飛剪4剪刃位置在0-360度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)SSI信號(hào)輸出給工藝控制板6，形成閉環(huán)，飛剪4剪刃位置控制采用先進(jìn)的閉環(huán)控制，剪刃位置控制速度快，精度高。所述的工藝控制板6為西門(mén)子公司工藝控制板T400。本實(shí)用新型在飛剪傳動(dòng)控制系統(tǒng)中增加一塊工藝控制板6及絕對(duì)值位置編碼器3，在飛剪傳動(dòng)控制系統(tǒng)中完成傳動(dòng)速度、電流閉環(huán)控制、飛剪剪刃位置定位及軋線焊縫跟蹤控制及分卷長(zhǎng)度計(jì)算，大大提高剪切精度，調(diào)試簡(jiǎn)單，故障查找方便，同時(shí)也降低軟硬件成本。應(yīng)用上述控制系統(tǒng)的一種冷連軋帶鋼飛剪控制方法，流程如圖2所示，包括以下幾個(gè)步驟步驟一飛剪位置控制；飛剪4剪刃位置如圖3所示，剪刃50°時(shí)為穿帶位置，剪刃139°時(shí)為剪切等待及加速開(kāi)始位置，剪刃330°時(shí)為加速完成位置，剪刃0°時(shí)為剪切位置，剪刃30°時(shí)為剪切完成位置。當(dāng)軋機(jī)穿帶時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)1向工藝控制板6發(fā)出穿帶信號(hào)，工藝控制板6向傳動(dòng)控制系統(tǒng)2內(nèi)傳動(dòng)控制板201發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)2啟動(dòng)，通過(guò)電機(jī)5使剪刃自動(dòng)定位到50°穿帶位置，進(jìn)行穿帶，當(dāng)軋機(jī)穿帶結(jié)束后，自動(dòng)化系統(tǒng)1向工藝控制板6發(fā)出穿帶完畢信號(hào)，工藝控制板6向傳動(dòng)控制系統(tǒng)2內(nèi)傳動(dòng)控制板201發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)2 啟動(dòng)，通過(guò)電機(jī)5使剪刃自動(dòng)定位到139°剪切等待位置。絕對(duì)值編碼器3實(shí)時(shí)的將檢測(cè)到的剪刃位置發(fā)送給工藝控制板6，形成位置閉環(huán)控制。步驟二 選擇焊縫剪切或者分卷剪切，當(dāng)需要焊縫剪切時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)1向工藝控制板6發(fā)出焊縫剪切模式信號(hào)，進(jìn)入步驟三，當(dāng)需要分卷剪切時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)1向工藝控制板6發(fā)出分卷剪切模式信號(hào)，進(jìn)入步驟四。步驟三焊縫剪切控制；飛剪焊縫位置跟蹤如圖4所示，焊縫檢測(cè)儀對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)并發(fā)送給工藝控制板 6。圖中1#-5#表示1-5號(hào)軋機(jī)，兩個(gè)機(jī)架間距離為4000毫米，焊縫檢測(cè)儀與1#軋機(jī)之間的距離為L(zhǎng)i，V1-V6分別表示帶鋼在Ll位置、1-5號(hào)軋機(jī)位置的速度。2#焊縫檢測(cè)儀對(duì)帶鋼的焊縫進(jìn)行檢測(cè)，并且將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至工藝控制板6，當(dāng)焊縫到來(lái)時(shí)，工藝控制板6根據(jù)2#焊縫檢測(cè)儀發(fā)送的焊縫檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行焊縫跟蹤，當(dāng)焊縫到達(dá)飛剪4前時(shí)，工藝控制板6向傳動(dòng)控制系統(tǒng)2的傳動(dòng)控制板201發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)2通過(guò)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)飛剪4啟動(dòng)加速，然后進(jìn)行剪切，工藝控制板6通過(guò)絕對(duì)值編碼器 3對(duì)剪刃位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，剪切完畢后，工藝控制板6控制傳動(dòng)控制系統(tǒng)2將剪刃定位到 139°剪切等待位置，如果等待下一次焊縫剪切，返回步驟二，否則，結(jié)束。步驟四，分卷剪切控制；當(dāng)生產(chǎn)要求將大鋼卷分為小鋼卷時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)1向工藝控制板6發(fā)出分卷剪切模式信號(hào)、軋線速度及分卷長(zhǎng)度。當(dāng)工藝控制板6經(jīng)計(jì)算帶鋼達(dá)到分卷長(zhǎng)度時(shí)，工藝控制板6向傳動(dòng)控制系統(tǒng)2的傳動(dòng)控制板201發(fā)出指令，傳動(dòng)控制系統(tǒng)2通過(guò)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)飛剪 4啟動(dòng)加速，然后進(jìn)行剪切，工藝控制板6通過(guò)絕對(duì)值編碼器3對(duì)剪刃位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，剪切完畢后，工藝控制板6將剪刃定位到139°剪切等待位置，如果等待下一次焊縫剪切，返回步驟二，否則，結(jié)束。
權(quán)利要求1. 一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)，其特征在于，包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)、傳動(dòng)控制系統(tǒng)、 電機(jī)、工藝控制板和絕對(duì)值位置編碼器；傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)控制板，傳動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)連接飛剪；自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過(guò)串行通訊接口與工藝控制板進(jìn)行通訊，工藝控制板和傳動(dòng)控制板通過(guò)背板總線進(jìn)行通訊，工藝控制板根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)控制傳動(dòng)控制板，實(shí)現(xiàn)剪刃的定位、焊縫剪切和分卷剪切；工藝控制板通過(guò)絕對(duì)值編碼器接口與絕對(duì)值編碼器連接，絕對(duì)值編碼器連接于飛剪的轉(zhuǎn)鼓軸上，絕對(duì)值位置編碼器對(duì)飛剪剪刃位置在0-360度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)， 將檢測(cè)結(jié)果輸出給工藝控制板，形成閉環(huán)；所述的傳動(dòng)系統(tǒng)和工藝控制板通過(guò)AC380V交流電源外部供電； 所述的工藝控制板和傳動(dòng)控制板集成在一個(gè)機(jī)箱中； 所述的工藝控制板為西門(mén)子公司工藝控制板T400。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種冷連軋帶鋼飛剪控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)、傳動(dòng)控制系統(tǒng)、電機(jī)、工藝控制板和絕對(duì)值位置編碼器；傳動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有傳動(dòng)控制板，傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)連接飛剪；自動(dòng)化控制系統(tǒng)與工藝控制板之間進(jìn)行通訊，工藝控制板和傳動(dòng)控制板之間進(jìn)行通訊，工藝控制板根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)控制傳動(dòng)控制板，實(shí)現(xiàn)剪刃的定位、焊縫剪切和分卷剪切；工藝控制板通過(guò)絕對(duì)值編碼器接口與絕對(duì)值編碼器連接，絕對(duì)值編碼器連接于飛剪的轉(zhuǎn)鼓軸上。本實(shí)用新型提高控制系統(tǒng)可靠性和控制精度，提高了剪刃位置控制精度和位置控制手段，并且降低了成本。
文檔編號(hào)G05B19/18GK202126610SQ20112026155
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者劉松斌, 周亞寧, 朱聞江, 肖鐵妹, 陳小磊, 顏文華 申請(qǐng)人:北京金自天正智能控制股份有限公司