CN103521830B - 一种模式飞剪的控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模式飞剪的控制方法，涉及轧钢技术领域。本发明通过设定第一剪切偏差；当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。即通过自动纠偏的方式，达到对模式飞剪的动态响应、实现剪切精度高、自动化水平高的技术效果。

Description

一种模式飞剪的控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种模式飞剪的控制方法。

背景技术

随着现代轧钢技术的不断发展，模式飞剪是热轧带钢厂精整横切线上对开卷粗矫后的钢板定长剪切的重要设备，其控制精度直接影响产品的质量。

其中，模式飞剪主要由模座、曲柄、离合器、制动器组成。工艺要求：模式飞剪的控制系统具有极高的动态响应特性，能在极短的时间内，控制模座、曲柄、离合器、制动器协调工作，在带钢运动过程中实现对带钢的动态剪切，剪好的钢板的精度越高越好。

目前，为了满足工艺要求，现有模式飞剪控制系统采用PLC(逻辑可编程控制器)控制模剪完成对带钢的剪切。控制过程为，①控制带钢按照给定速度运行，通过测量辊测量板长；②当测得的板长到达一定值时，控制模座启动并加速运行；③当模座速度达到带钢速度(速度同步)，且测量板长达到设定长度，发出一次剪切指令，控制飞剪离合器动作，将下剪刃抬起一次，在行进中剪断带钢。④模座返回零位，准备下次剪切。

但是，发明人在日常工作中发现，现有的模式飞剪存在剪切钢板精度低的不足。

发明内容

本发明实施例提供一种模式飞剪的控制方法，用于解决现有技术中模式飞剪剪切钢板精度有限的技术问题。

本发明实施例提供了一种模式飞剪的控制方法，所述方法包括：设定第一 剪切偏差；当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。

进一步的，当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值不大于预定偏差允许值时，以所述第一剪切偏差进行第二块钢板的剪切。

进一步的，在所述当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差之后，还包括：获得第四剪切偏差，所述第四剪切偏差来自于外界输入；调整所述第三剪切偏差为所述第四剪切偏差；以第四剪切偏差进行所述第三块钢板的剪切。

本发明实施例还提供了一种模式飞剪的控制装置，应用于一剪切设备，所述控制装置包括：一剪切CPU，所述剪切CPU用于处理所述剪切设备的剪切操作；一主令及纠偏CPU，所述主令及纠偏CPU用于处理所述剪切设备的除剪切操作之外的操作；其中，所述剪切CPU与所述主令及纠偏CPU共同配合实现所述剪切设备的剪切操作。

进一步的，所述主令及纠偏CPU包括：设定单元，所述设定单元用于设定第一剪切偏差；获得单元，所述获得单元用于当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；比较单元，所述比较单元用于比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；第一调整单元，所述调整单元用于当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。

进一步的，所述主令及纠偏CPU还包括：执行单元，所述执行单元用于当 所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值不大于预定偏差允许值时，以所述第一剪切偏差进行第二块钢板的剪切。

进一步的，所述主令及纠偏CPU还包括：第二调整单元，所述第二调整单元用于获得第四剪切偏差，所述第四剪切偏差来自于外界输入；然后，调整所述第三剪切偏差为所述第四剪切偏差；最后，以第四剪切偏差进行所述第三块钢板的剪切。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明一实施例提供的一种模式飞剪的控制方法和装置，通过设定第一剪切偏差；当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。即通过自动纠偏的方式，达到对模式飞剪的动态响应、实现剪切精度高、自动化水平高的技术效果。

附图说明

图1为本发明一实施例中一种模式飞剪的控制方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中一种模式飞剪控制系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例中一种模式飞剪的控制方法的又一流程示意图。

具体实施方式

本发明一实施例提供的一种模式飞剪的控制方法，通过设定第一剪切偏差；当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。即通过自动纠偏的方式，达到对模 式飞剪的动态响应、实现剪切精度高、自动化水平高的技术效果。

为使本领域技术人员能够更详细了解本发明，以下结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所述，图1为本发明一实施例中一种模式飞剪的控制方法，所述方法包括：

步骤10：设定第一剪切偏差；

具体而言，对于本发明实施例而言，在剪切之前设定工艺缩水允许的剪切偏差，即第一剪切偏差。也就是说，第一剪切偏差是根据实践需要人工设定的预定的剪切偏差。

步骤20：当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；

具体而言，对于本发明实施例而言，在第一块钢板进行剪切后，检测第一块钢板剪切后的实际的剪切偏差，即第二剪切偏差。对于本领域技术人员而言，获得第一钢板剪切后的实际的剪切偏差属于本领域人员的常用手段即可实现，本发明不做具体阐述。

步骤30：比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；

具体而言，对于本发明实施例而言，在获得第一块钢板进行剪切后的实际的剪切偏差后，比较实际的剪切偏差与预定的剪切偏差，也就是比较所述第一剪切偏差(预定的剪切偏差)与所述第二剪切偏差(实际的剪切偏差)。

步骤40：当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时，调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。

具体而言，对于本发明实施例而言，如果当实际的剪切偏差高于预定的剪切偏差时，需要调整预定的剪切偏差值，其目的在于，通过调整后的预定的剪 切偏差值，即第三剪切偏差，来实现对钢板的剪切满足实际的要求。也就是说，本发明的核心在于不断的通过检测实际的剪切偏差与预定的剪切偏差的结果，动态的调整预定的剪切偏差值，实现对钢板的剪切始终满足实际工程的需要，提供剪切后钢板的质量。

步骤50：当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值不大于预定偏差允许值时，以所述第一剪切偏差进行第二块钢板的剪切。

具体而言，对于本发明实施例而言，当比较实际的剪切偏差低于预定的偏差值时，说明误差范围在合理范围之内，即采用预定的剪切偏差值进行剪切是满足实际需要的，故继续采用预定的剪切偏差进行剪切。

其中，为了能够充分发挥操作人员的实践经验及聪明才智，对剪切精度进行优化，故本发明实施例提供了一种人工调节的解决方案。具体而言，当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时，调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差之后，还包括：

步骤61：获得第四剪切偏差，所述第四剪切偏差来自于外界输入；

具体而言，对于本发明实施例而言，第四剪切偏差来自外界输入，可以采用的方式，比如通过键盘输入的方式，人工的干预剪切偏差值，实现人工调节的目的。当然，在现实的工艺生产中，人工经验有时候具有比机械更加智能、科学、高效的操作方式，所以，允许人工的有效干预对于提升工艺质量具有十分重要的作用。对于本领域的技术人员而言，如果确定第四偏差值、如何输入第四偏差值都是本领域技术人员的公知常识或者并不是本申请需要保护的范围，本申请主要是通过提供一种人工干预的方式进行剪切偏差的调节方式，故本申请在此不做过多描述。

步骤62：调整所述第三剪切偏差为所述第四剪切偏差；

具体而言，对于本发明实施例而言，将人工干预的第四剪切偏差调整为现实操作的剪切偏差。

步骤63：以第四剪切偏差进行所述第三块钢板的剪切。

具体而言，对于本发明实施例而言，采用人工干预的第四偏差值对于后续的钢板进行剪切操作。

其中，来自外界的输入可以是通过人机交互方式，比如通过键盘输入等方式，将具体的修正的剪切偏差发送给模式剪切设备，达到人工干预的目的。

具体而言，可以通过人机界面HMI来完成对剪切精度的修正。具体流程可以为：

①在人机界面HMI主画面中增设含有剪切精度修正系数的输入窗口。

②操作人员根据生产实践经验人工输入剪切精度修正系数。

③操作人员调整剪切精度修正系数的大小。

④操作人员根据实际剪切的效果，选择对应剪切效果最好的剪切精度修正系数，进行生产，确保剪切精度。

为了更清楚的介绍本发明实施例提供的一种模式飞剪的控制方法，本发明实施例还提供了一种模式飞剪的控制装置，其中，

一种模式飞剪的控制装置，应用于一剪切设备，所述控制装置包括：

一剪切CPU1，所述剪切CPU1用于处理所述剪切设备的剪切操作；

一主令及纠偏CPU2，所述主令及纠偏CPU2用于处理所述剪切设备的除剪切操作之外的操作；

其中，所述剪切CPU1与所述主令及纠偏CPU2共同配合实现所述剪切设备 的剪切操作。

具体而言，所述主令及纠偏CPU2包括：

设定单元，所述设定单元用于设定第一剪切偏差；

获得单元，所述获得单元用于当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；

比较单元，所述比较单元用于比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；

第一调整单元，所述调整单元用于当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。

具体而言，所述主令及纠偏CPU2还包括：

执行单元，所述执行单元用于当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值不大于预定偏差允许值时，以所述第一剪切偏差进行第二块钢板的剪切。

具体而言，所述主令及纠偏CPU2还包括：

第二调整单元，所述第二调整单元用于获得第四剪切偏差，所述第四剪切偏差来自于外界输入；然后，调整所述第三剪切偏差为所述第四剪切偏差；最后，以第四剪切偏差进行所述第三块钢板的剪切。

具体而言，本发明实施例提供的模式飞剪设备，解决了现有技术中只配置一块CPU所带来的计算速度不高、剪切精度低的技术问题。本模式飞剪设备从提高剪切精度出发，采用多CPU控制技术。其中，配置的主令及纠偏CPU2不仅完成常规的控制任务，如逻辑连锁控制、接收操作台的指令、设定板长、设定剪切方式、实现通讯功能、辅助控制、应急(事故)停机等，而且完成纠偏控制任务。剪切CPU1主要用来实现常规的模剪切动作控制功能，电气传动装 置转速设定值的计算、确定附加速度△V以便在转矩控制期间补偿转速控制器、计算模座实际加速度、计算模座固定的转动惯量、根据带钢速度计算出模座的速度给定值、钢板长度的实时计算、模座与带钢的速度同步控制、曲柄控制等。

如图2所示，本发明实施例所提供的多CPU控制技术的模式飞剪控制系统的结构示意图。本控制系统包括12个部分组成，其中，剪切CPU1和主令及纠偏CPU2是控制系统的核心，两台CPU之间通过通讯的方式相互交换数据，其中组成部分中，与剪切CPU1相连接的设备包括：模座现场极限模块3、曲柄现场极限信号模块8、带钢检测信号模块10、模座行程测量编码器5、带钢长度测量编码器6、模座直流传动设备4。与主令及纠偏CPU2相连接的设备包括：带钢长度测量编码器6、人机界面HMI7、曲柄交流电机传动单元11、操作台12。

为了更清楚的说明本发明中的一种模式飞剪的控制方法，下面从纠偏控制的技术措施予以说明。

设人工设定钢板剪切长度为L0，实际计算的钢板长度为L1，工艺允许的剪切偏差为B0，实际剪切偏差为B1，系统内部设定钢板剪切长度为L2，上次带钢剪切完成后距模座零位的距离为S0，上次带钢剪切完成到本次带钢剪切时间内带钢行进距离为S2，模座从零位静止加速到带钢运行速度并进行剪切时所行进距离为S1，那么，公式1：

L1＝S0+S2-S1 (1)

模座驱动电机轴上的编码器为增量编码器，设每转脉冲数为N1,模座减速齿轮比为I1，模座减速齿轮输出侧每转一圈对应的行进距离为X1，模座计数器的计数值为C1，那么，公式2：

S1＝C1*X1/(4*N1*I1) (2)

为了提高计算精度，将增量编码器的两个通道的脉冲信号都输入到C1，并 且对脉冲的上下沿都进行计数，因此，上式除数中包含4。

测量辊轴上的编码器为增量编码器，设测量辊辊径为D2，每转脉冲数为N2,其计数器的计数值为C2，那么，公式3：

S2＝C2*π*D2/(4*N2) (3)

为了提高计算精度，将增量编码器的两个通道的脉冲信号都输入到C2，并且对脉冲的上下沿都进行计数，因此，上式除数中包含4。那么，公式4、5、6依次为：

B1＝L0-L1 (4)

当│B1│≦B0/2时或开始减第一块钢板时，L2＝L0 (5)

当│B1│>B0/2时,L2＝L0+│B1│*B0*ξ/B1 (6)

上式中，ξ称为剪切精度修正系数，其取值范围为0.05-0.5，根据实际剪切的效果进行整定，由操作人员通过人机界面进行设定和调整并寻优。

为了更清楚的说明本发明中的一种模式飞剪的控制方法，下面结合图3予以说明。

①读取人工设定的钢板剪切长度L0，工艺允许的剪切偏差B0，上次带钢剪切完成后模座距零位的距离S0，人工设定的剪切精度修正系数ξ；读取模座减速比I1，模座负载侧齿轮每旋转一圈对应的模座行进距离X1，模座编码器每转脉冲数N1；读取测量辊每转脉冲数N2，测量辊直径D2。

②判断ξ的值，如在正常范围(0.05-0.5)内，则维持其值不变；如不在正常范围内，则取中间平均值0.23。

③按式(2)计算模座从零位静止加速到带钢运行速度并剪切时所行进距离S1。按式(3)计算上次带钢剪切完成到本次带钢剪切时间内带钢行进距离S2。按式(4)计算实际剪切偏差B1。

④判断是否是本次连续剪切的第一块钢，如是则执行⑦；如不是，则执行⑤。

⑤检查实际剪切偏差B1其绝对值是否在50％工艺允许偏差范围内，如是则执行⑦；如不是，则执行⑥。

⑥按式(6)计算系统内部设定长度L2，完成后执行⑧。

⑦设置系统内部设定长度L2为人工设定的钢板剪切长度L0，完成后执行⑧。

⑧处理其他控制任务。

综上所述，本发明实施例所提供的一种模式飞剪的控制方法具有如下技术效果：

1.通过设定第一剪切偏差；当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。即通过自动纠偏的方式，达到对模式飞剪的动态响应、实现剪切精度高、自动化水平高的技术效果。

2.通过设定多CPU控制技术，即通过剪切CPU与主令及纠偏CPU的共同作用，达到提升计算速度，提升剪切精度的技术效果。

3.通过人机交互界面HMI的交互，将修正的剪切偏差发送给模式飞剪设备，达到人工经验的积极干预，提升剪切精度的技术效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种模式飞剪的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

设定第一剪切偏差；

当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；

比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；

当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差；

所述方法还包括：

获得第四剪切偏差，所述第四剪切偏差来自于外界输入；

调整所述第三剪切偏差为所述第四剪切偏差；

以第四剪切偏差进行第三块钢板的剪切。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值不大于预定偏差允许值时，以所述第一剪切偏差进行第二块钢板的剪切。

3.一种模式飞剪的控制装置，应用于一剪切设备，其特征在于，所述控制装置包括：

一剪切CPU，所述剪切CPU用于处理所述剪切设备的剪切操作；

一主令及纠偏CPU，所述主令及纠偏CPU用于处理所述剪切设备的除剪切操作之外的操作；

其中，所述剪切CPU与所述主令及纠偏CPU共同配合实现所述剪切设备的剪切操作；

所述主令及纠偏CPU包括：

设定单元，所述设定单元用于设定第一剪切偏差；

获得单元，所述获得单元用于当第一块钢板剪切完毕后，获得所述第一块钢板的第二剪切偏差；

比较单元，所述比较单元用于比较所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差；

第一调整单元，所述调整单元用于当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值大于预定偏差允许值时；调整所述第一剪切偏差为第三剪切偏差，其中所述第三剪切偏差不同于所述第一剪切偏差。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主令及纠偏CPU还包括：

执行单元，所述执行单元用于当所述第一剪切偏差与所述第二剪切偏差的差值不大于预定偏差允许值时，以所述第一剪切偏差进行第二块钢板的剪切。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主令及纠偏CPU还包括：

第二调整单元，所述第二调整单元用于获得第四剪切偏差，所述第四剪切偏差来自于外界输入；然后，调整所述第三剪切偏差为所述第四剪切偏差；最后，以第四剪切偏差进行第三块钢板的剪切。