一种控制套筒位置的带钢卷取方法
【技术领域】
[0001]本发明属于带钢卷取技术领域，特别是提供了一种控制套筒位置的带钢卷取方法，能有效避免带钢头部切面导致钢卷内圈产生横纹的质量缺陷。
【背景技术】
[0002]在带钢生产后续工序，带钢通过卷取机卷取变成钢卷形态。通常带钢卷取方法是:带钢头产生后向卷取机方向运动，同时卷取机电机开始转动驱动芯轴转动，附着在芯轴周围的套筒也随其转动，带钢头部与套筒的接触位置是不固定的、随机的，此种卷取方法选用匀质套筒。带钢头部在卷取时会导致钢卷内圈产生横纹，尤其使用硬心卷取工艺时这种横纹现象更加严重。钢卷内圈的横纹影响程度又与带钢的厚度有关，常规方法如降低卷取机芯轴的膨胀压力、降低卷取机卷取张力、使卷取机芯轴膨胀时趋近于真圆等，但只能减轻横纹的影响程度，不能根除横纹现象。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种控制套筒位置的带钢卷取方法，消除了带钢卷取时带钢头部切面产生的横纹缺陷，解决长期渴望解决的这一质量问题。消除横纹现象的特殊卷取方法，核心在于利用有10厘米宽的软质区的套筒，卷取时将带钢头部定位于套筒的软质区域，确保卷取过程中带钢头部切面凹陷于套筒的软质区内，避免切面向外张力硌伤钢卷即产生横纹。特别是硬心卷取时，这种卷取方法能极大限度的避免横纹产生。
[0004]本发明涉及一级PLC机架、CPU模块、数字量输入模块、以太网模块、DP通讯模块、电机、变频器、编码器、光栅等。通过以太网通讯线7、建立一级PLC机架2的CPU模块4与主线主控系统I的通讯连接；通过DP网通讯线8、DP通讯模块6、建立CPU模块与卷取电机变频器15和编码器12的通讯连接；电机9通过控制电缆10与变频器15相连；通过信号电缆13、数字量输入模块11建立一级CPU模块4与光栅14的通讯连接。
[0005]本发明所述主线主控系统I是带钢生产的主控系统，是原生产的一部分不属于本
【发明内容】
，只向CPU模块4发送套筒定位卷取方法开启和接收卷取完成信号；CPU模块4功能是向卷取机变频器发送指令和接收光栅与编码器的信息；光栅功能是检测套筒软质区是否停留在套筒的软质区预定停留位置；编码器功能是检测带钢头部具体位置。
[0006]使带钢的头部与套筒的软质区间相结合是本发明的核心，即是与常规带钢卷取方法的根本不同之处:将带钢头部引入套筒软质区。
[0007]常规卷曲方式带钢头部与套筒接触部位是随机的，但带钢头部与套筒结合的角度位置是固定的，当带钢头部以某一固定线速度运行至结合处时，套筒软质区恰巧以同一固定线速度运行至此处，此时带钢头部与套筒保持这一固定线速度运行进行卷取，卷取三圈后卷取完成。
[0008]具体的控制思路是:主控系统下发启动命令至CPU模块，CPU模块接收到启动命令后，向卷取机电机变频器发出启动转动命令，驱动电机旋转从而带动套筒旋转；当光栅检测到套筒软质区时，CPU模块向变频器发出停止转动命令；当编码器检测到带钢头部到达激活点时，向变频器发出以带钢穿带速度运行的命令；套筒软质区经转动后，运行至与带钢头部结合的固定角度位置且具备了与带钢头部相同的速度；带钢头部以穿带速度运行，且在固定的角度与软质区相遇。
[0009]本发明根据应用现场不同，需确定如下参数数值:1、套筒直径，用D(508mm-610mm)代替；2、卷取机加速度，用a(0-0.6m/s2)代替；3、带钢穿带速度，用V代替(0.5m/s-13.7m/s)。4、穿带速度加速时间，用t代替，t = V/a ;5、带钢头部与套筒结合的角度，用β (0-360° )代替；6、套筒的软质区预定停留位置，其角度位置用α (0-360° )代替，α =β-[(1/2).a.t2/(.D)].360° ;7、带钢头部生成位置与带钢头部和套筒结合位置的距离，用S(0-50m)代替；8、带钢头部激活点位置，用Stl代替，Stl= S-V.t?
[0010]在卷取过程中实现带钢头部与套筒的软质区间相结合:
[0011]步骤一:CPU模块4通过以太网通讯线7接收主控系统命令，判断是否开始卷取；
[0012]步骤二:开始后，CPU模块4通过DP通信模块6、DP通讯线8、变频器15、控制电缆10、电机9驱动套筒旋转；
[0013]步骤三:光栅14判断套筒软质区是否到达α位置；
[0014]步骤四:套筒软质区到达α位置后，光栅14通过信号电缆13、数字量输入模块11将信号上传至CPU模块4 ；
[0015]步骤五:CPU模块4通过DP通信模块6、DP通讯线8、变频器15、控制电缆10、电机
9制动套筒，套筒软质区停留在α位置；
[0016]步骤六:编码器12通过DP通讯线8、DP通信模块6将带钢头部位移信号上传至CPU模块4，CPU4判断带钢头部是否到达S。；
[0017]步骤七:带钢头部到达Stl后，CPU模块4通过DP通信模块6、DP通讯线8、变频器15、控制电缆10、电机9驱动套筒以a加速度旋转。经过时间t后，带钢头部与套筒软质区相结合；
[0018]步骤八:CPU模块4，通过编码器12上传位置判断是否完成卷取三圈动作
[0019]步骤九:卷取三圈完成后，CPU模块4通过以太网模块5、以太网通讯线7将卷取完成信号发送至主控系统I。
[0020]本发明的优点与积极效果在于:克服了传统带钢卷取无法避免的周期性横纹现象，提高了带钢的卷取质量。本方法经济投入较少，提高质量效果明显，且未增加更多的生产时间，保证了生产节奏不受干扰。操作简单，具有良好推广应用价值。
【附图说明】
[0021]图1为一种控制套筒位置的卷取方法的控制网络图。其中主线主控系统1、一级PLC机架2、电源模块3、CPU模块4、以太网模块5、DP通讯模块6、以太网通讯线7、Profibus-DP通讯线8、卷取电机9、电机三相控制电缆10、变频器15、数字量输入模块11、编码器12，信号电缆13，光栅14。
[0022]图2为控制套筒位置卷取方法的控制流程图。
【具体实施方式】
[0023]本发明包括:一级PLC机架、CPU模块、数字量输入模块、以太网模块、DP通讯模块、电机、变频器、编码器、光栅等。通过以太网通讯线7、以太网模块5建立人机监控界面I与一级PLC系统的CPU模块4的通讯连接；通过DP网通讯8、DP通讯模块6建立一级PLC系统与卷取电机变频器15和编码器12的通讯连接；电机通过控制电缆10与变频器15相连；通过信号电缆13、数字量输入模块11建立一级PLC系统与光栅14的通讯连接。
[0024]步骤一:CPU模块4通过以太网通讯线7接收主控系统命令，开始卷取；
[0025]步骤二:CPU模块4通过DP通信模块6、DP通讯线8、变频器15、控制电缆10、电机9驱动套筒旋转；
[0026]步骤三:光栅14检测到套筒软质区到达175°位置；
[0027]步骤四:光栅14通过信号电缆13、数字量输入模块11将信号上传至CPU模块4 ;
[0028]步骤五:CPU模块4通过DP通信模块6、DP通讯线8、变频器15、控制电缆10、电机9制动套筒，套筒软质区停留在175°位置；
[0029]步骤六:编码器12通过DP通讯线8、DP通信模块6将带钢头部位移信号上传至CPU模块4，CPU4判断带钢头部是否到达7.4m ；
[0030]步骤七:带钢头部到达7.4m后，CPU模块4通过DP通信模块6、DP通讯线8、变频器15、控制电缆10、电机9驱动套筒以0.4m/s2加速度旋转。经过时间2.5s后，带钢头部与套筒软质区以同一速度lm/s在300°处相结合；
[0031]步骤八:CPU模块4，通过编码器12上传位置判断是否完成卷取三圈动作
[0032]步骤九:卷取三圈完成后，CPU模块4通过以太网模块5、以太网通讯线7将卷取完成信号发送至主控系统I。
【主权项】
1.一种控制套筒位置的带钢卷取方法，其特征在于，涉及一级PLC机架、CPU模块、数字量输入模块、以太网模块、DP通讯模块、电机、变频器、编码器、光栅；通过以太网通讯线(7)、建立一级PLC机架⑵的CPU模块(4)与主线主控系统⑴的通讯连接；通过DP网通讯线(8)、DP通讯模块￠)、建立CPU模块与卷取电机变频器(15)和编码器(12)的通讯连接；电机(9)通过控制电缆(10)与变频器(15)相连；通过信号电缆(13)、数字量输入模块(11)建立一级CPU模块(4)与光栅(14)的通讯连接；在卷取过程中实现带钢头部与套筒的软质区间相结合的步骤如下: 步骤一:CPU模块4通过以太网通讯线7接收主控系统命令，判断是否开始卷取；步骤二:开始后，CPU模块(4)通过DP通信模块(6)、DP通讯线(8)、变频器(15)、控制电缆(10)、电机(9)驱动套筒旋转； 步骤三:光栅(14)判断套筒软质区是否到达α位置； 步骤四:套筒软质区到达α位置后，光栅(14)通过信号电缆(13)、数字量输入模块(11)将信号上传至CPU模块(4); 步骤五:CPU模块(4)通过DP通信模块(6)、DP通讯线(8)、变频器(15)、控制电缆(10)、电机(9)制动套筒，套筒软质区停留在α位置； 步骤六:编码器(12)通过DP通讯线(8)、DP通信模块(6)将带钢头部位移信号上传至CPU模块(4)，CPU (4)判断带钢头部是否到达Stl; 步骤七:带钢头部到达Stl后，CPU模块(4)通过DP通信模块(6)、DP通讯线⑶、变频器(15)、控制电缆(10)、电机(9)驱动套筒以a加速度旋转；经过时间t后，带钢头部与套筒软质区相结合； 步骤八:CPU模块(4)，通过编码器(12)上传位置判断是否完成卷取三圈动作步骤九:卷取三圈完成后，CPU模块(4)通过以太网模块(5)、以太网通讯线(7)将卷取完成信号发送至主控系统(I); 将带钢头部与橡胶套筒特定的软质区域相接，避免了带钢头部在钢卷内圈产生的横纹； 其中，α为套筒的软质区预定停留位置的角度位置，取值:0-360°， S为带钢头部生成位置与带钢头部和套筒结合位置的距离，取值:0-50m ; Stl为带钢头部激活点位置。
【专利摘要】一种控制套筒位置的带钢卷取方法，属于带钢卷取技术领域。涉及一级PLC机架、CPU模块、数字量输入模块、以太网模块、DP通讯模块、电机、变频器、编码器、光栅；通过以太网通讯线(7)、建立一级PLC机架(2)的CPU模块(4)与主线主控系统(1)的通讯连接；通过DP网通讯线(8)、DP通讯模块(6)、建立CPU模块与卷取电机变频器(15)和编码器(12)的通讯连接；电机(9)通过控制电缆(10)与变频器(15)相连；通过信号电缆(13)、数字量输入模块(11)建立一级CPU模块(4)与光栅(14)的通讯连接。与普通带钢卷取方式相比，此方法将带钢的头部与橡胶套筒特定的软质区域相接，避免了带钢头部在钢卷内圈产生的横纹，提高了钢卷质量。
【IPC分类】G05B19-05
【公开号】CN104656539
【申请号】CN201410706247
【发明人】高俊, 陈思骏, 金洪军, 贾鹏, 潘艳双, 刘超, 叶波, 沈志勇
【申请人】北京首钢自动化信息技术有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月27日