一种薄板处理线飞剪通用控制方法及其控制模型的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冷乳薄板连续处理线的飞剪控制，具体涉及一种薄板处理线飞剪通用 控制方法及其控制模型。
【背景技术】
[0002] 飞剪是冷乳薄板连续处理线不可缺少的一部分，保证处理线生产节奏的连续性。 其剪切精度和剪切效果对产品带头带尾质量有明显的影响。其控制的算法也多种多样，但 是大部分都是根据生产当中带钢速度、位置等实时参数进行计算，再辅助以补偿的方式。但 是在实际运用当中，这些方式都属于滞后控制，对控制精度会造成一定的影响。控制精度的 误差会导致剪切不同步，以至于剪切质量不好、堆钢堵料、响应生产节奏等情况的产生。
【发明内容】
[0003] 为了提高剪切精度、保证剪切效果和优化产品质量，并且能适应多种结构形式的 飞剪，本发明在对几种飞剪的运动进行深入研究，通过对其运动学原理推导之后，建立通用 型飞剪控制模型来提高飞剪的控制水平，提供一种薄板处理线飞剪通用控制方法及其控制 模型。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种薄板处理线飞剪通用控制方法，包括如下 步骤：（1)建立飞剪剪切轨迹模型；
[0005] (1-1)建立飞剪剪切轨迹模型中的第一剪剪切轨迹模型；
[0006] (1-2)建立飞剪剪切轨迹模型中的连续剪轨迹模型；
[0007] (2)以飞剪剪切轨迹模型为依据对飞剪进行偏差修正；
[0008] (3)辅助以剪切转矩补偿进行控制。
[0009] 进一步地，步骤(2)中根据带钢实际运行速度和位置数据对飞剪进行偏差修正。
[0010] 进一步地，步骤（1-1)中根据带钢实时速度、带钢实际厚度、剪切点实际位置和飞 剪剪刃实际位置计算飞剪剪刃与带钢的同步角度和启动点，建立第一剪剪切轨迹模型
[0011] %，[0012] 步骤(1-2)中根据带钢实时速度、带钢实际厚度、带钢剪切长度和数量建立连续剪 轨迹模型
[0013]
[0014]
[0015] 其中：
[0016] Ci:飞剪虚拟圆理想移动距离[mm]
[0017] α:飞剪理想加速度(换算为线加速度）[mm/ms2]
[0018] So:启动飞剪时，带钢分切点到剪切点距离计算值[mm]
[0019] Si:带钢当前实际位置[mm]
[0020] VQ:飞剪启动瞬间，带钢的实际速度[mm/ms]
[0021 ] Si:飞剪加速运行，带钢通过的距离计算值[mm]
[0022] &:等待位ΘΚ180度)到飞剪进入剪切角度θ2对应钢带移动的距离
[0023] S3:飞剪与带钢勾速同步运行在P0S2区域，带钢通过的距离计算值[mm]
[0024] S4:飞剪速度为0的过程中，带钢通过的距离[mm]
[0025] C1:飞剪出剪切区域瞬间的角度θ〇到等待位01(18〇度），飞剪虚拟圆的距离
[0026] C2:等待位ΘΚ180度)到飞剪进入剪切角度θ2，飞剪虚拟圆的距离
[0027] Δ Ci:飞剪虚拟圆相对于带钢的位移差曲线。
[0028] 进一步地，步骤(2)中，根据剪切模型与实际的偏差量、飞剪实际角度和机械惯量， 通过微积分的方法实时地修正飞剪的速度、加速度和转矩分量的设定值，修正偏差：
[0029] 笛一翦飞翦谏庠给宙：
[0030]
[0031] 第一剪飞剪加速度：
[0032] ai = dVi
[0033] 连续剪飞剪速度给定：
[0034] Vi = vi+d Δ Ci
[0035] 连续剪飞剪加速度：
[0036] ai = dVi
[0037] Vi:飞剪输出速度[m/s] (lm/s = lmm/ms)
[0038] Vi:带钢的实际速度[m/s]
[0039] ai:飞剪输出加速度[m/s2]。
[0040] 进一步地，在出口系统的S7-400PLC主机架上安装FM458和EXM438模块，FM458通过 底板P总线与S7-400主CPU进行数据通讯，在FM458上设置Profibus-DP总线与西门子S120系 列电机模块对应的CU320进行通讯，通过EXM438模块连接现场检测信号。
[0041] 进一步地，在FM458中采用S7-CFC编程语言进行编程。
[0042] 进一步地，对西门子S120传动装置进行优化和调试，并核对与FM458的通讯接口。
[0043] 进一步地，模拟带钢运行，进行真实剪切的同时，采集飞剪实时状态，检查飞剪的 剪切曲线是否正常。
[0044] 进一步地，根据传动转矩和实际加速度反算飞剪实际转动惯量，将飞剪转动惯量 曲线化后的数写入程序。
[0045] 进一步地，剪切轨迹模型包括第一剪剪切轨迹模型和连续剪轨迹模型两部分。
[0046] 与目前现有技术相比，本发明通用型飞剪控制模型剪切精度误差在1_以内，从使 用至今的实际效果上体现出其从根本上消除了剪切质量不好、堆钢堵料情况的产生，保证 了生产节奏的连续性。该通用型飞剪控制模型具有响应速度快、可靠性好、稳定性强等特 点，在研发时就考虑到多用途和推广性，可广泛用于冷乳薄板处理线上的多种旋转式飞剪。 从使用效果和推广前景上能产生巨大的经济效益。
【具体实施方式】
[0047]下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。
[0048]在一个优选实施例中，一种薄板处理线飞剪通用控制方法，包括如下步骤:建立飞 剪剪切轨迹模型：建立飞剪剪切轨迹模型中的第一剪剪切轨迹模型；建立飞剪剪切轨迹模 型中的连续剪轨迹模型；以飞剪剪切轨迹模型为依据对飞剪进行偏差修正;辅助以剪切转 矩补偿进行控制。
[0049] 在另一个优选实施例中，可以采用如下方案：
[0050] 首先建立飞剪剪切轨迹模型，再以该模型为依据，根据带钢实际运行速度、位置等 数据，对飞剪进行偏差修正，再辅助以剪切转矩补偿来达到控制效果。
[0051 ]剪切轨迹模型包括第一剪剪切轨迹模型和连续剪轨迹模型两部分。
[0052] 第一剪剪切轨迹模型:根据带钢实时速度、带钢实际厚度、剪切点实际位置和飞剪 剪刃实际位置等参数，精确计算飞剪剪刃与带钢的同步角度和启动点，进而自动规划出第 一剪剪切轨迹模型。
[0053]
[0054] 连续剪轨迹模型：根据带钢实时速度、带钢实际厚度、带钢剪切长度和数量等参 数，自动规划出连续剪轨迹模型。
[0055]
[0056]
[0057] Ci:飞剪虚拟圆理想移动距离[mm]
[0058] α:飞剪理想加速度(换算为线加速度）[mm/ms2]
[0059] So:启动飞剪时，带钢分切点到剪切点距离计算值[mm]
[0060] Si:带钢当前实际位置[mm]
[0061 ] vq:飞剪启动瞬间，带钢的实际速度[mm/ms]
[0062] Si:飞剪加速运行，带钢通过的距离计算值[mm]
[0063] &:等待位ΘΚ180度)到飞剪进入剪切角度θ2对应钢带移动的距离
[0064] S2:飞剪与带钢勾速同步运行在P0S2区域，带钢通过的距离计算值[mm]
[0065] S4:飞剪速度为0的过程中，带钢通过的距离[mm]
[0066] C1:飞剪出剪切区