专利名称：一种热轧分卷线自动对中上卷装置及方法
技术领域：
本发明属于轧钢自动控制领域，尤其涉及一种用于热轧分卷线钢卷上卷的自动对中装置及方法。
背景技术：
目前、国内热轧分卷线上卷车采用的位置控制方式主有由两种位置检测开关控制:一是选用机械行程开关，通过在上卷车上安装的挡铁与机械行程开关碰触时使开关的物理性常开触点闭合，通过逻辑控制器切断液压马达动作控制电压使其停止运行。二是选用电磁式接近开关，该电磁式接近开关的距离为25mm，在上卷车安装铁性材料挡铁，安装在与检测开关位置距离小于25mm处，当上卷车运行到指定位置后挡铁与开关作用，开关检测到信号后把变化的布尔变量返回控制器用于切断控制液压马达的输出电压使上卷车停止运行。热轧分卷线钢卷在运送过程需要通过上卷车把由吊车吊来的钢卷从入口步进梁运送到钢卷准备站进行切割处理。由液压马达作为传动装置的上卷车在运卷途中由于机械间隙以及机械摩擦引起的定位误差往往导致上卷车把钢卷运到准备站上时的位置偏离准备站的中心位置。由于钢卷位置在准备站的位置不准，需要操作人员手动对钢卷位置进行调整；当放置钢卷位置过于偏离准备站中心线时，甚至会导致钢卷从准备站掉落，造成砸毁机械设备事故。另外，上卷车接收到液压马达停止动作的指令后，由于自身重量和卷重所产生的惯性，上卷车不能立刻停止运动。当上卷车停止后，实际测量上卷车的中心线距离准备站中心线的偏差在±300mm左右，两中心线的严重偏离容易导致钢卷从准备站下落或者对下步工序钢卷切头造成影响。
发明内容
本发明的目的旨在消除上述缺陷，提供一种可自动准确对中，实现顺利上卷，节省上卷时间，提高设备作业率，避免钢卷掉落，防止砸毁机械设备事故的热轧分卷线钢卷上卷自动对中装置及方法。为此，本发明所采取的解决方案是:
一种热轧分卷线自动对中上卷装置，包括CPU及上卷车，其特征在于，在上卷车水平运行方向安装编码器，在入口步进梁中心线和准备站中心线上分别设置限位开关，同时在CPU中增设功能控制块Fe，编码器、限位开关分别与功能控制块FC连接。一种热轧分卷线自动对中上卷方法，其具体方法及步骤为:
1、上卷车挡铁安装:将上卷车运行至其中心线与准备站中心线重合位置时，在上卷车中心处安装上触发准备站中心线限位开关的挡铁。2、在功能控制块FC内加入上卷车自动定位控制程序，并在自动定位控制程序中设定上卷车实际停止位置D的满足条件:L-AL≤ D ≤ L+AL L为实际检测的步进梁中心线和准备站中心线上两个限位开关的位移量，mm ；
Δ L为编码器经纠偏计算后的上卷车位置偏移量，mm ；
Δ L= KX I X-Y I
K为纠偏系数，取值范围为0.575 0.585 ；
X为上卷车中心线与准备站中心线重合时的编码器初始码值；
Y为上卷车停止运行时编码器记录的即时码值。3、在自动模式下,上卷车从步进梁接到钢卷后向准备站方向运动，当上卷车挡铁接触到步进梁上的限位开关时，编码器码值清零。4、当上卷车运行至其挡铁接触到准备站的限位开关时，编码器计算上卷车走行的距离，编码器记录初始码值X。5、当上卷车停止运行时，编码器记录即时码值Y，同时计算出上卷车位置偏移量Δ L及上卷车实际停止位置D，并反馈给功能控制块FC。6、功能控制块FC自动定位控制程序根据反馈的Λ L、D及实际检测的步进梁中心线和准备站中心线限位开关的位移量L进行判断，并启动自动定位APC功能对上卷车位置进行调整:若D > L+ Λ L，说明上卷车位置偏前，则控制上卷车后退设定距离；若D
<L- Λ L，说明上卷车位置偏后，则控制上卷车前进设定距离。7、当上卷车位置满足L-ALSDS L+AL条件后即调整到位，上卷车停止在允许的位置。与已有技术相比，本发明的有益效果为:
1、消除了手动调整上卷车的弊端，实现了钢卷上卷的准确对中，使上卷车的中心线距离准备站中心线的偏差由原来的±300mm缩小到±50mm以内，使钢卷运到准备站的中心线位置更接近于准备站中心线实际位置，对以后在准备站进行的钢卷切割操作更加稳定准确。2、缩短上卷时间，使每班平均消耗在准备站调整钢卷位置所需的时间由原来的130小时缩短至45小时，提高了设备作业率。3、降低了钢卷掉落的几率，事故处理时间从每月60分钟减少到15分钟，保证了设备和人身安全。
图1是热轧分卷线自动对中上卷装置结构框图。图2是热轧分卷线自动对中上卷控制流程图。
具体实施例方式由图1可见，本发明热轧分卷线自动对中上卷装置主要是在原有CPU (中央处理器)及上卷车的基础上，又在上卷车水平运行方向安装了一个增量型编码器，在入口步进梁中心线和准备站中心线上分别设置了 WLCA32-43型行程限位开关，同时在CPU中增设功能控制块FC，并将编码器和两个限位开关分别与功能控制块FC连接。本发明热轧分卷线自动对中上卷方法的具体实施方法和步骤为:
首先，进行上卷车挡铁安装。将上卷车运行至其中心线与准备站中心线重合位置时，在上卷车中心处安装上挡铁，以便使上卷车运行至该位置时，触发准备站中心线限位开关。其次，在CPU的功能控制块FC内编制加入上卷车自动定位控制程序，并在自动定位控制程序中设定上卷车实际停止位置D的满足条件:SP
L-AL彡 D 彡 L+AL
L为实际检测的步进梁中心线和准备站中心线上两个限位开关的位移量，mm ；
Δ L为编码器经纠偏计算后的上卷车位置偏移量，mm ；
Δ L= KX I X-Y I K为纠偏系数，取值为0.582 ；
X为上卷车中心线与准备站中心线重合时的编码器初始码值；
Y为上卷车停止运行时编码器记录的即时码值。上述准备工作完成后，便可按以下步骤进行自动控制和调整:(如图2所示)
1、在自动模式下，上卷车从步进梁接到钢卷后向准备站方向运动，当上卷车挡铁接触到步进梁上的限位开关时，编码器码值清零。
2、当上卷车运行至其挡铁接触到准备站的限位开关时，编码器计算上卷车走行的距离，编码器记录初始码值X。3、当上卷车停止运行时，编码器记录即时码值Y，同时计算出上卷车位置偏移量Δ L及上卷车实际停止位置D，并反馈给功能控制块FC。4、功能控制块FC自动定位控制程序根据反馈的Λ L、D及实际检测的步进梁中心线和准备站中心线限位开关的位移量L进行判断，并启动自动定位APC功能对上卷车位置进行调整:若D > L+ Λ L，说明上卷车位置偏前，则控制上卷车后退Λ L距离；若D
<L- Λ L，说明上卷车位置偏后，则控制上卷车前进Λ L距离。5、当上卷车位置满足L-AL彡D彡L+AL条件后即调整到位，上卷车停止在允许的位置。否则，将自动返回步骤4，重新进行判断和调整，直至上卷车位置满足L-AL彡D彡L+AL条件。
权利要求
1.一种热轧分卷线自动对中上卷装置，包括CPU及上卷车，其特征在于，在上卷车水平运行方向安装编码器，在入口步进梁中心线和准备站中心线上分别设置限位开关，同时在CPU中增设功能控制块FC，编码器、限位开关分别与功能控制块FC连接。
2.一种应用权利要求1所述热轧分卷线自动对中上卷装置的方法，其特征在于，具体方法及步骤为: (1)、上卷车挡铁安装:将上卷车运行至其中心线与准备站中心线重合位置时，在上卷车中心处安装上触发准备站中心线限位开关的挡铁； (2)、在功能控制块FC内加入上卷车自动定位控制程序，并在自动定位控制程序中设定上卷车实际停止位置D的满足条件: L-AL彡 D 彡 L+AL L为实际检测的步进梁中心线和准备站中心线上两个限位开关的位移量，mm ； Δ L为编码器经纠偏计算后的上卷车位置偏移量，mm ； Δ L= KX I X-Y I K为纠偏系数，取值范围为0.575 0.585 ； X为上卷车中心线与准备站中心线重合时的编码器初始码值； Y为上卷车停止运行时编码器记录的即时码值； (3)、在自动模式下，上卷车从步进梁接到钢卷后向准备站方向运动，当上卷车挡铁接触到步进梁上的限位开关时 ，编码器码值清零； (4)、当上卷车运行至其挡铁接触到准备站的限位开关时，编码器计算上卷车走行的距离，编码器记录初始码值X ; (5)、当上卷车停止运行时，编码器记录即时码值Y，同时计算出上卷车位置偏移量ΛL及上卷车实际停止位置D，并反馈给功能控制块FC ； (6)、功能控制块FC自动定位控制程序根据反馈的ΛL、D及实际检测的步进梁中心线和准备站中心线限位开关的位移量L进行判断，并启动自动定位APC功能对上卷车位置进行调整:若D > L+ Λ L，说明上卷车位置偏前，则控制上卷车后退设定距离；若D < L- Λ L，说明上卷车位置偏后，则控制上卷车前进设定距离； (7)、当上卷车位置满足L-ALSDSL+AL条件后即调整到位，上卷车停止在允许的位置。
全文摘要
本发明提供一种热轧分卷线自动对中上卷装置及方法，在上卷车运行方向安装编码器，入口步进梁和准备站中心线上分设限位开关，并在增设功能控制块FC内加入上卷车自动定位控制程序，设定上卷车实际停止位置D满足L-△L≤D≤L+△L。当上卷车挡铁接触到步进梁上的限位开关时，编码器码值清零；上卷车挡铁接触到准备站限位开关时，记录初始码值X；上卷车停止时，记录即时码值Y，计算出上卷车位置偏移量△L及上卷车停止位置D；若D＞L+△L，则控制上卷车后退设定距离；若D＜L-△L，则控制上卷车前进设定距离。从而使上卷车位置偏差控制在±50mm以内，并缩短上卷时间，提高设备作业率，避免钢卷掉落事故。
文档编号B21B39/14GK103203366SQ201310098199
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者张成斌, 赵久长, 张红军, 吴迪, 李章安, 孙伟 申请人:鞍钢股份有限公司