一种双边剪夹送辊步长控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种双边剪夹送辊步长控制方法，其步骤依次如下：A、夹送辊步长LP和剪切速度V给定数据下发至PLC；B、PLC控制模块根据夹送辊给定夹送辊步长LP和速度V计算出夹送辊速度由0增大到V的三角斜坡时间Tr；C、夹送辊主驱动器通过现场总线PROFIBUS通讯实时接收三角斜坡时间Tr；D、夹送辊主驱动器向从驱动器发送电流跟随给定信号；E、夹送辊主驱动器控制电机按三角斜坡时间Tr循环启动与停止，并实施钢板剪切。其简单、稳定性好，弱化了因编码器受外部干扰出现计数不准而改变夹送辊步长，其实用性强。
【专利说明】一种双边剪夹送辊步长控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双边剪剪切控制技术，更具体地说，涉及一种双边剪夹送辊步长控制方法。
【背景技术】
[0002]双边剪是中厚板轧机剪切工序上的重要设备，整个双边剪机组由主剪、夹送辊、机架横移、输送辊道、刀刃间隙调整、废边收集等设备组成，而夹送辊控制是整个双边剪机组中影响剪切质量的关键组件，夹送辊分布于双边剪两侧的入口端和出口端固定侧和移动侧两对前夹送辊和两对后夹送辊，夹送辊的作用是使上下成对的辊子把钢板夹紧，按步长给定指令循环启动与停止，把钢板送入双边剪内剪切钢板两纵边。
[0003]双边剪夹送辊步长控制目前采用最流行控制方法由编码器脉冲计数、高速计数模块转换、PLC编程来实现，由于编码器在工作中受现场环境温度高、机械振动以及重复计数等因素的影响，计数易出现偏差，使实际步长忽长忽短，无法控制在设定值，夹送辊步长的不稳定导致剪板过程中冲板、跑偏、错边等剪切缺陷，因此夹送辊步长不受控严重影响了钢板剪切成材率和生产节奏，且一直是困扰中厚板轧机剪切线的一大症结。
[0004]有鉴于此，寻求一种双边剪夹送辊步长控制方法成为该领域技术人员的追求目标。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种双边剪夹送辊步长控制方法，不会因编码器计数不准使夹送辊步长忽长忽短，本发明在于弱化了依靠编码器脉冲计数控制方式，公开了一种夹送辊步长等于时间轴和速度波形所围成的三角斜坡面积的控制方法，能够精确控制送板夹送辊步长，其实用性强。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种双边剪夹送辊步长控制方法，其步骤依次如下:
[0007]A、夹送辊步长Lp和剪切速度V给定数据下发至PLC ；
[0008]B、PLC控制模块根据夹送辊给定夹送辊步长Lp和速度V计算出夹送辊速度由O增大到V的三角斜坡时间I；；
[0009]C、夹送辊主驱动器通过现场总线PR0FIBUS通讯实时接收三角斜坡时间I；；
[0010]D、夹送辊主驱动器向从驱动器发送电流跟随给定信号；
[0011]E、夹送辊主驱动器控制电机按三角斜坡时间I；循环启动与停止，并实施钢板剪切。
[0012]进一步，所述步骤A的夹送辊步长Lp等于时间轴和三角斜坡速度波形所围的三角形面积 S，即 Lp = S = 1/2X2TSXV0
[0013]进一步，所述步骤C的的三角斜坡时间?；，根据公式Tr = 1500XTs/Vm =1500XTs/738.5379 X Lp = 2.031 X TS/LP 计算得出。
[0014]进一步地，所述三角斜坡时间Tr为夹送辊主驱动器数字化参数斜坡上升时间P303或下降时间P304的值。
[0015]进一步，为使夹送辊步长控制保持稳定，只要保证夹送辊电机每次启动时的三角斜坡面积相等，即=S1 = S2 = S3 = Sn，不管上升和下降的斜坡怎么改变，夹送辊步长都是一样。应用这个原理，我们就可以通过改变斜坡时间和送板时间2TS来确定夹送辊步长。反过来，当送板时间和夹送辊步长确定后，则可以计算出三角斜坡时间I；。
[0016]因此，只要送板时间和夹送辊步长确定，夹送辊主驱动器速度调节器的斜坡上升时间P303和斜坡下降时间P304就会根据计算公式随之确定，从而有效控制夹送辊步长。
[0017]与现有技术相比，具有如下积极效果为，本发明的双边剪夹送辊步长控制方法控制简单，稳定性好，弱化了因编码器受外部干扰出现计数不准而改变夹送辊步长，其实用性强。
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是夹送辊分布图。
[0020]图2是夹送辊“主一从控制”连接图。
[0021]图3是夹送辊步长的计算示意图。
[0022]图4是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，双边剪设备包括入口移动侧上辊、入口移动侧下辊、入口固定侧上辊、入口固定侧下辊、出口移动侧上辊、出口移动侧下辊、出口固定侧上辊及出口固定侧下辊，上述八套夹送辊各对应设有一驱动所属夹送辊的电机，以上述八套夹送辊的电机同步控制为目标，对所述八套夹送辊的电机采用“主-从控制”，数据传送采用装置对装置通讯模式。
[0024]八套夹送辊采用直流电机驱动，直流驱动器采用具有模块化结构的Siemens公司的6RA70全数字直流调速器。其中，所述调速器设有发送端子56、发送端子57、接收端子58及接收端子59。
[0025]如图2所示，作为一个优选方案，在入口移动侧上辊、入口固定侧上辊、出口移动侧上辊及出口固定侧上辊下压入口移动侧下辊、入口固定侧下辊、出口移动侧下辊及出口固定侧下辊送板工作时，采用了“一主七从”的控制方式。把出口固定侧下辊作为主驱动器；入口移动侧上辊、入口移动侧下辊、入口固定侧上辊、入口固定侧下辊、出口移动侧上辊、出口移动侧下辊及出口固定侧上辊作为从驱动器，主驱动器为速度电流双闭环控制，其余七台从驱动器为电流跟随控制。
[0026]具体地，出口固定侧下辊的调速器的发送端子56分别连接入口固定侧下辊的调速器的接收端子58、出口移动侧下辊的调速器的接收端子58、出口固定侧上辊的调速器的接收端子58及出口移动侧上辊的调速器的接收端子58 ;出口固定侧下辊的调速器的发送端子57分别连接入口固定侧下辊的调速器的接收端子59、出口移动侧下辊的调速器的接收端子59、出口固定侧上辊的调速器的接收端子59及出口移动侧上辊的调速器的接收端子59 ;入口固定侧下辊的调速器的发送端子56分别连接入口移动侧下辊的调速器的接收端子58、入口固定侧上辊的调速器的接收端子58及入口移动侧上辊的调速器的接收端子58;入口固定侧下辊的调速器的发送端子57分别连接入口移动侧下辊的调速器的接收端子59、入口固定侧上辊的调速器的接收端子59及入口移动侧上辊的调速器的接收端子59。作为主驱动器的出口固定侧下辊，其调速器向作为从驱动器的入口固定侧下辊、出口移动侧下辊、出口固定侧上辊及出口移动侧上辊的共四个调速器发送调速信号，以直接控制该四个从驱动器的速度，而入口固定侧下辊同时将该调速信号传送至其他三个从驱动器，其分别为入口移动侧下辊、入口固定侧上辊及入口移动侧上辊，以间接控制该三个从驱动器的速度。
[0027]同理，作为另一个优选方案，在入口移动侧上辊与入口固定侧上辊压下入口移动侧下辊及入口固定侧下辊单独送板工作时，采用了“一主三从”的控制方式:把入口固定侧下辊作为主驱动器；入口移动侧下辊、入口固定侧上辊和入口移动侧上辊作为从驱动器，主驱动器为速度电流双闭环控制，其余三台从驱动器电流跟随控制。
[0028]同理，作为另一个优选方案，在入口移动侧上辊与入口固定侧上辊抬起，出口移动侧上辊及出口固定侧上辊压下出口移动侧下辊及出口固定侧下辊单独送板工作时，采用了“一主三从”的控制方式，把出口固定侧下辊作为主驱动器，出口移动侧上辊、出口固定侧上辊及出口移动侧下辊为从驱动器，主驱动器为速度电流双闭环控制，其余三台从驱动器电流跟随控制。
[0029]在夹送辊电机控制模块中使用了 SFC14和SFC15来实时修改驱动器的参数，这部分的资料详见S7-400可编程控制器SFC14、SFC15系统功能说明。
[0030]根据双边剪剪切的工艺流程，FC40为处理按一定要求控制夹送辊启动、停止的工艺模块。以下作进一步说明:
[0031]如图3和图4所示，夹送辊步长就是电机驱动夹送辊运转的线速度，上夹送辊及下夹送辊把钢板夹紧从启动到停止钢板所行走的的距离就是夹送辊步长。夹送辊步长等于时间轴和速度波形所围的面积，面积S等于夹送辊步长LP。即:LP = S---------(I)
[0032]为使每次夹送辊步长一致，只要保证夹送辊电机每次启动时的三角斜坡面积相等，即=S1 = S2 = S3 = Sn,不管速度的拐点在哪个时间点,夹送棍步长都是一样。应用这个原理，我们就可以通过改变速度波形面积的上升和下降的斜坡时间和送板时间2TS来确定实际的夹送辊步长。反过来，如果已知送板时间和夹送辊步长，则可以计算出速度波形面积的上升和下降的斜坡时间。
[0033]对于6RA70驱动器，波形面积的上升和下降的斜坡时间与速度给定有如下关系:
[0034]V ^ Ve 则:TS/VM = Tr/VE---------(2)
[0035]V ^ Ve 则 TS/VM = Tr/V----------(3)
[0036]对应到夹送辊电机，Ve = 1500转/分。有:
[0037]V ^ 1500 转 / 分，则:TS/VM = Tr/1500---------(4)
[0038]V ^ 1500 转 / 分，则:TS/VM = Tr/V----------(5)
[0039]式中:V为给定速度，Vk为6RA70设定的电机额定速度，I；为P303或P304的值，Ts为速度给定时间，Vm为实际速度。
[0040]夹送辊的参数如下:行程加速比i = 25.91 ;夹送辊直径Φ = 670毫米。[0041 ] 夹送辊速度V (米/秒)与电机速度Vm(转/分)有如下关系:
[0042]V = Vm/60X0.67 TI /25.91----------(6)
[0043]设定斜坡上升和下降的时间相等，由夹送辊步长计算公式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]当Vm兰1500转/分时，速度给定固定为1500转/分；当Vm 3 1500转/分，速度给定为Vm。
[0048]由式(4)、式(5)和式(9)可得:
[0049]I) Vm = 738.5379XLP/TS ^ 1500 转 / 分时，Vs = 1500 转 / 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 转 / 分时，Vs = VM, Tr = Ts
[0052]式中:VS为速度给定(K3002) ；Tr为斜坡上升时间P303或下降时间P304 ；LP为夹送棍步长。
[0053]因此，本发明的一种双边剪夹送辊步长控制方法，其步骤依次如下:
[0054]A、夹送辊步长Lp和剪切速度V给定数据下发至PLC ；
[0055]B、PLC控制模块根据夹送辊给定夹送辊步长Lp和速度V计算出夹送辊速度由O增大到V的三角斜坡时间I；；
[0056]C、夹送辊主驱动器通过现场总线PR0FIBUS通讯实时接收三角斜坡时间I；；
[0057]D、夹送辊主驱动器向从驱动器发送电流给定信号；
[0058]E、夹送辊主驱动器控制电机按三角斜坡时间I；循环启动与停止，并实施钢板剪切。
[0059]采用本发明的控制方法，避开了因编码器受外部众多因素干扰导致夹送辊夹送辊步长不稳定，在实际操作中，操作人员选择不同夹送辊步长和送板时间，夹送辊驱动器中斜坡时间也不相同，其实用性强，尤其适用于中厚板企业。
[0060]本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
【权利要求】
1.一种双边剪夹送辊步长控制方法，其特征在于，其步骤依次如下: A、夹送辊步长Lp和剪切速度V给定数据下发至PLC； B、PLC控制模块根据夹送辊给定步长Lp和速度V计算出夹送辊速度由O增大到V的三角斜坡时间I；; C、夹送辊主驱动器通过现场总线PROFIBUS通讯实时接收三角斜坡时间I；； D、夹送辊主驱动器向从驱动器发送电流跟随给定信号； E、夹送辊主驱动器控制电机按三角斜坡时间I；循环启动与停止，并实施钢板剪切。
2.如权利要求1所述双边剪夹送辊步长控制方法，其特征在于:所述步骤A的夹送辊步长Lp等于时间轴和三角斜坡速度波形所围的三角形面积S，即Lp = S = 1/2X2TSXV。
3.如权利要求1所述双边剪夹送辊步长控制方法，其特征在于:所述步骤C的的三角斜坡时间 Tr，根据公式 Tr = 1500XTs/Vm = 1500XTs/738.5379 X Lp = 2.031XTS/LP 计算得出。
4.如权利要求1所述双边剪夹送辊步长控制方法，其特征在于:所述三角斜坡时间I；为夹送辊主驱动器数字化参数斜坡上升时间P303或下降时间P304的值。
【文档编号】B21B15/00GK104308023SQ201410528635
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】戴文笠, 陈章泉, 丁克, 李志富, 潘和明, 刘世全, 刘金波, 王忠连, 雷国福 申请人:广东韶钢松山股份有限公司