一种热镀锌机组边部挡板的控制方法
【专利摘要】一种热镀锌机组边部挡板的控制方法，属控制领域。其在带钢的传动侧和操作侧分别设置一套非接触式边部挡板控制组件，对通过气刀框架的带钢实际宽度值进行检测，采用非接触方式检测带钢边部位置偏差值，当接收到带钢焊缝距离气刀15秒信号后，气刀PLC控制边部挡板从中间往两边打开到指定的位置；当接收到带钢焊缝在气刀的信号后，气刀PLC对边部挡板进行关闭位置控制；带钢边部实际位置的偏差值经PID调节器控制计算后作为伺服电机的速度给定值，自动修正边部挡板的位置，从而确保挡板侧面端部距离带钢外边缘规定间隙的工艺要求，实现带钢焊缝过气刀时对边部挡板的自动控制模式。可广泛用于冷轧行业中锌锅气刀设备的生产控制领域。
【专利说明】一种热镀锌机组边部挡板的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于控制领域，尤其涉及一种用于冷轧热镀锌机组锌锅气刀边部挡板的控制方法。
【背景技术】
[0002]作为冷轧厂生产高附加值权重产品的热镀锌机组，担负着涵盖所有冷轧高级汽车板的生产任务。
[0003]在整条机组生产工艺中，锌锅设备的完好，将直接影响冷轧镀锌板质量优劣，同时高精度的边部挡板位置控制，可以有效地消除带钢边部出现的挂锌或增厚缺陷问题(带钢锌层控制精度为+ 10%以内)。
[0004]正常生产时，运行中的带钢外边缘与挡板侧面端部工艺要求2-3_，但是传统的边部挡板控制技术采用接触式控制模式，该控制模式由于没有装备线性传感器、伺服电机和EMG(带钢边缘检测器)等设备，其只能采用边部挡板和带钢边缘接触的控制方式。
[0005]在实际应用过程，当带钢焊缝在经过气刀时，经常出现的问题主要有:
[0006]1、带钢焊缝过气刀时边部挡板采用接触式控制模式，该模式不能满足正常生产时运行中的带钢外边缘与挡板侧面端部2-3mm工艺要求，从而在镀锌后的带钢边部出现大小不等的挂锌或边部增厚等质量缺陷；
[0007]2、为保证合格产品出厂，对镀锌带钢边部出现的挂锌或增厚缺陷问题，在下道生产工序时，采用多切除带钢边部宽度，其结果是增加了物料损耗，影响了单位生产成材率，造成单位生产成本的上升 ；
[0008]3、为克服现有技术上的不足，生产作业人员通常临时采取人工近距离凭经验来调整运行带钢边部与挡板侧面间隙，由于作业环境温度高，锌锅锌液温度达460° C左右，作业时存在一定安全隐患，人工劳动强度较大；
[0009]4、气刀边部挡板采用接触式控制功能，主要表现为在带钢焊缝过气刀时，当边部挡板自动打开后，需要操作工根据现场的实际情况手动合上边部挡板，大大增强了操作工的劳动强度，也不利于带钢边部的涂层质量的控制。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题是提供一种热镀锌机组边部挡板的控制方法，其采用带钢边缘检测器，通过非接触式测量模式，来测量带钢边部位置偏差值，有效地控制了镀锌后的带钢边部出现的大小不等的挂锌或边部增厚等质量缺陷，一定程度上提高了机组的成材率，改善了操作工的作业环境，既降低了操作工的劳动强度，又有利于带钢边部的涂层质量控制。
[0011]本发明的技术方案是:提供一种热镀锌机组边部挡板的控制方法，包括气刀PLC对边部挡板的打开和关闭进行控制，使得边部挡板根据气刀PLC的指令从中间往两边打开或关闭到指定的位置，其特征是:[0012]I)根据生产工艺和带钢的产品参数，预设定一个焊缝过气刀的安全间隙设定值；
[0013]2)在气刀框架两侧各安装一个用于检测带钢实际宽度值的线性传感器，对通过气刀框架的带钢实际宽度值进行检测；
[0014]3)在每个边部挡板上安装一个带钢边缘检测器，采用非接触的方式来检测带钢边部位置偏差值；
[0015]4)在每个边部挡板机架上，设置伺服电机和横移轨道，所述的伺服电机根据接收到的气刀PLC控制信号，驱动边部挡板沿横移轨道作与带钢方向垂直的横向移动；
[0016]5)当接收到机组PLC发出的带钢焊缝距离气刀15秒信号的第一带钢位置信号后，气刀PLC控制边部挡板从中间往两边打开到指定的第一位置；
[0017]6)当气刀PLC接收到机组PLC发出的带钢焊缝在气刀的第二带钢位置信号后，对边部挡板进行关闭位置控制；
[0018]7)通过安装在边部挡板上的带钢边缘检测器，来检测带钢边部实际位置的偏差值；
[0019]8)带钢边部实际位置的偏差值经PID调节器控制计算后，作为伺服电机的速度给定值，自动修正边部挡板 的位置，从而确保挡板侧面端部距离带钢外边缘2-3mm的工艺要求；
[0020]9)通过带钢边缘检测器对带钢边部实际偏差位置的检测和对边部挡板打开、关闭的自动控制，实现带钢焊缝过气刀时对边部挡板的自动控制模式，保证带钢外边缘与挡板侧面之间的间距保持在安全间隙设定值范围内的工艺要求，有效地控制带钢边部挂锌及边部增厚的缺陷，提高带钢边部的涂层质量，减少下道生产工序的带钢边部切除量，提高机组的成材率。
[0021]进一步的，所述的线性传感器和带钢边缘检测器的位置信号输出端与气刀PLC的I/O端口连接，所述步进电机的控制信号输入端与气刀PLC的I/O端口连接；所述的横移轨道为导向滑轨、丝杠导轨或齿轮一齿条传动导轨；所述的线性传感器、带钢边缘检测器、横移轨道及伺服电机，构成一套非接触式边部挡板控制组件。
[0022]进一步的，在热镀锌机组带钢的传动侧和操作侧，分别设置一套所述的非接触式边部挡板控制组件。
[0023]具体的，在对所述的边部挡板执行自动打开控制时，线性传感器自动扫描测量得到的带钢宽度值，按下列关系进行对应处理:
[0024]对于传动侧:
[0025]ffidth_DR(mm)=PBW987
[0026]式中:Width_DR:为传动侧带钢宽度值；
[0027]PBW987:为传动侧线性传感器的模拟量输入值；
[0028]对于操作侧:
[0029]Width_0P(mm)=PBW99I
[0030]式中:Width_0P:为操作侧带钢宽度值；
[0031]PBW991:为操作侧线性传感器的模拟量输入值。
[0032]具体的，当所述的边部挡板从中间往两边打开到指定的第一位置时，所述伺服电机的打开位置给定值按照下列关系进行计算:[0033]对于传动侧:
【权利要求】
1.一种热镀锌机组边部挡板的控制方法，包括气刀PLC对边部挡板的打开和关闭进行控制，使得边部挡板根据气刀PLC的指令从中间往两边打开或关闭到指定的位置，其特征是: 1)根据生产工艺和带钢的产品参数，预设定一个焊缝过气刀的安全间隙设定值； 2)在气刀框架两侧各安装一个用于检测带钢实际宽度值的线性传感器，对通过气刀框架的带钢实际宽度值进行检测； 3)在每个边部挡板上安装一个带钢边缘检测器，采用非接触的方式来检测带钢边部位置偏差值； 4)在每个边部挡板机架上，设置伺服电机和横移轨道，所述的伺服电机根据接收到的气刀PLC控制信号，驱动边部挡板沿横移轨道作与带钢方向垂直的横向移动； 5)当接收到机组PLC发出的带钢焊缝距离气刀15秒信号的第一带钢位置信号后，气刀PLC控制边部挡板从中间往两边打开到指定的第一位置； 6)当气刀PLC接收到机组PLC发出的带钢焊缝在气刀的第二带钢位置信号后，对边部挡板进行关闭位置控制； 7)通过安装在边部挡板上的带钢边缘检测器，来检测带钢边部实际位置的偏差值； 8)带钢边部实际位置的偏差值经PID调节器控制计算后，作为伺服电机的速度给定值，自动修正边部挡板的位置，从而确保挡板侧面端部距离带钢外边缘2-3mm的工艺要求； 9)通过带钢边缘检测器对带钢边部实际偏差位置的检测和对边部挡板打开、关闭的自动控制，实现带钢焊缝过气刀时`对边部挡板的自动控制模式，保证带钢外边缘与挡板侧面之间的间距保持在安全间隙设定值范围内的工艺要求，有效地控制带钢边部挂锌及边部增厚的缺陷，提高带钢边部的涂层质量，减少下道生产工序的带钢边部切除量，提高机组的成材率。
2.按照权利要求1所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是所述的线性传感器和带钢边缘检测器的位置信号输出端与气刀PLC的I/O端口连接，所述步进电机的控制信号输入端与气刀PLC的I/O端口连接；所述的横移轨道为导向滑轨、丝杠导轨或齿轮-齿条传动导轨；所述的线性传感器、带钢边缘检测器、横移轨道及伺服电机，构成一套非接触式边部挡板控制组件。
3.按照权利要求2所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是在热镀锌机组带钢的传动侧和操作侧，分别设置一套所述的非接触式边部挡板控制组件。
4.按照权利要求1所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是在对所述的边部挡板执行自动打开控制时，线性传感器自动扫描测量得到的带钢宽度值，按下列关系进行对应处理: 对于传动侧:
ffidth_DR(mm)=PBW987 式中:Width_DR:为传动侧带钢宽度值； PBW987:为传动侧线性传感器的模拟量输入值； 对于操作侧:
ffidth_OP(mm)=PBW991 式中:Width_OP:为操作侧带钢宽度值；PBW991:为操作侧线性传感器的模拟量输入值。
5.按照权利要求1所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是当所述的边部挡板从中间往两边打开到指定的第一位置时，所述伺服电机的打开位置给定值按照下列关系进行计算: 对于传动侧:
6.按照权利要求1或5所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是当所述的气刀PLC接收到机组PLC带钢焊缝距离气刀15秒信号的第一带钢位置信号后，控制伺服电机驱动边部挡板作横向移动，自动高速打开到第一位置。
7.按照权利要求6所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是所述控制伺服电机的高速转速设定值最大为300RPM。
8.按照权利要求1所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是对所述的边部挡板进行关闭位置控制时，伺服电机的关闭位置给定值按照下列关系进行计算: 对于传动侧:
9.按照权利要求1或8所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是当所述气刀PLC接收到机组PLC带钢焊缝在气刀的第二带钢位置信号后，控制伺服电机驱动边部挡板作横向移动，使边部挡板自动低速关闭到关闭位置。
10.按照权利要求9所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是所述控制伺服电机的低速转速设定值最小为100RPM。
11.按照权利要求1所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是在进行所述的自动修正边部挡板位置时，带钢边缘检测器检测到的带钢偏移量按下列关系进行对应处理: 对于传动侧:
Y_EMG_DR=(PIW1086-0FFSET_DR)/100
式中:Y_EMG_DR:为传动侧检测到带钢偏移量； PIW1086:为带钢边缘检测器模拟输入数字量； 0FFSET_DR:为传动侧边部挡板接触带钢后带钢边缘检测器零位偏差设定值； 对于操作侧:
Y_EMG_0P= (PIW1084-0FFSET_0P) /100
式中:Y_EMG_0P:为操作侧检测到带钢偏移量； PIW1084:为带钢边缘检测器模拟输入数字量； 0FFSET_0P:为操作侧边部挡板接触带钢后带钢边缘检测器零位偏差设定值。
12.按照权利要求1所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是在进行所述的自动修正边部挡板位置时，所述伺服电机的速度运行给定值按照下列关系进行计算:
13.按照权利要求5所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是所述的焊缝过气刀安全间隙值S_gap_weld的优选范围为:150 — 250mm。
14.按照权利要求8所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是所述的关闭位置给定的偏差值0FFSET_CL0SE的优选范围为:5 — 15mm。
15.按照权利要求12所述的热镀锌机组边部挡板的控制方法，其特征是所述调节器的比例增益值Kp的优选范围为:1 - 1.5之间；所述调节器的微分增益值Kd的优选范围为:0.001 — 0.002 之间。
【文档编号】C23C2/06GK103451588SQ201210177796
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】龚建平, 高玉强, 高源
申请人:宝山钢铁股份有限公司