CN105242651B - 一种缓冷线旋转装置及其自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冷线旋转装置及其自动控制方法；属于缓冷生产线自动控制技术领域。缓冷线旋转装置，包括第一运输辊道，旋转台和缓冷通道；每条缓冷通道的两端连接旋转台，每个旋转台的两端连接运输辊道；通过运输辊道传输卷芯架，经过旋转台传递给缓冷通道。自动控制方法如下：首先，当前旋转台接卷芯架到位后停止；然后，PLC系统判断与当前旋转台相连的缓冷通道是否有空位；如果有，将卷芯架旋转到缓冷通道上；否则，将卷芯架送到后面空的第一运输辊道上；最后，等待下一次接卷芯架。本发明的优点为：通过合理控制旋转装置的逻辑动作顺序，提高了旋转装置的运行效率，通过旋转角度控制方法，使定位更加精准。

Description

一种缓冷线旋转装置及其自动控制方法

技术领域

本发明属于缓冷生产线自动控制技术领域，具体是一种缓冷线旋转装置及其自动控制方法。

背景技术

缓冷线旋转装置是缓冷生产线中重要的设备，在很大程度上决定了缓冷生产线的生产节奏、产品质量和产量。

缓冷线旋转装置不仅接收运输辊道送来的带有盘卷的卷芯架、还负责把接到的卷芯架送到相应工艺要求的缓冷通道的运输辊道上，所以工艺流程对缓冷线旋转装置的停位控制精度要求很高，这也是缓冷线旋转装置的控制难度，如何通过PLC系统(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器，)合理地控制缓冷线旋转装置的自动运输盘卷顺序动作，提高缓冷线旋转装置位置控制的精度和运送效率，对于提升国内缓冷生产线的自动控制水平、提高生产线的产能，都具有重大意义。

发明内容

本发明为了提高缓冷线旋转装置的运行稳定性、可靠性和停位精准性，获得理想的生产节奏，提出了一种缓冷线旋转装置及其自动控制方法；

一种缓冷线旋转装置，包括第一运输辊道，旋转台和缓冷通道；

每条缓冷通道的两端分别连接旋转台，缓冷通道底部安装有检测接近开关；每个旋转台的两端连接第一运输辊道；第一运输辊道与缓冷通道互相垂直设置，底部安装有检测接近开关；通过第一运输辊道传输卷芯架，经过旋转台传递给缓冷通道。

每个旋转台包括旋转模块和第二运输辊道，通过电机驱动，且电机安装在旋转台底部；该电机还带有抱闸装置；旋转台中间位置安有位置检测接近开关；

旋转模块为T型旋转结构，通过驱动电机驱动旋转90度，带动第二运输辊道实现2种位置：装载位和卸载位。

装载状态下，第二运输辊道与第一运输辊道连通，启动后，第一运输辊道上的卷芯架被传输到第二运输辊道上，到位后两个运输辊道同时停止运动。

卸载状态下，驱动旋转模块顺时针旋转90度，向卸载位方向转动，第二运输辊道与缓冷通道连通，将卷芯架从第二运输辊道上传输给缓冷通道。

一种缓冷线旋转装置的自动控制方法，具体步骤如下：

步骤一、针对当前旋转台，将旋转模块设置为装载状态，第二运输辊道为空，准备接卷芯架。

当前旋转台初始值为第一个旋转台；

步骤二、当前旋转台前一个第一运输辊道上放置好卷芯架后，同时启动第一运输辊道和第二运输辊道，当卷芯架送到当前旋转台上并到位后，两个运输辊道同时停止运动。

卷芯架的到位判断如下：当卷芯架送到旋转模块上并居中后，当前旋转台的位置检测接近开关发出信号1或0，PLC系统根据该信号判断卷芯架是否运送到位，信号1表示卷芯架运送到位，信号0表示卷芯架没有运送到位。

步骤三、PLC系统判断与当前旋转台相连的缓冷通道是否有空位，如果有，进入步骤四；否则，进入步骤五；

缓冷通道上安装有检测接近开关用于检测是否有卷芯架，PLC系统根据检测接近开关的信号来判断是否有卷芯架，从而判断是否有空位。如果有卷芯架，该检测接近开关为信号1，如果没有卷芯架，该检测接近开关为信号0。

步骤四、旋转模块将卷芯架旋转到与当前旋转台相连的缓冷通道上，转到步骤六；

如果与当前旋转台相连的缓冷通道上有空位，进行如下操作：打开旋转模块电机的抱闸，旋转模块顺时针旋转90度后到达卸载位，旋转到位后旋转台停止旋转，旋转模块电机的抱闸闭合。

启动第二运输辊道和缓冷通道，把卷芯架送到缓冷通道上，当卷芯架到位后第二运输辊道和缓冷通道停止工作。

旋转模块的到位判断如下：PLC系统根据绝对值码盘数计算出旋转台实际角度，然后跟目标角度90度进行比较，当实际角度与目标角度的差值的绝对值不超过0.2度，则旋转模块的旋转到位；

实际角度的计算公式如下：

实际角度＝实际脉冲数/总的脉冲数＊转一圈的角度+标定时的角度

卷芯架到位判断如下：缓冷通道底部安装有检测接近开关，卷芯架到位后，该接近开关发出信号1，则卷芯架到位；

步骤五、旋转模块将卷芯架送到当前旋转台后空的第一运输辊道上，转到步骤六；

如果与当前旋转台相连的缓冷通道上没有空位时，进行如下操作：旋转模块不做任何操作，第二运输辊道和旋转台后面的第一运输辊道同时启动，寻找旋转台后面空的第一运输辊道，找到具备接卷芯架条件的第一运输辊道后，将卷芯架送到该第一运输辊道上，当卷芯架运送到位后，两者都停止工作。

具体的寻找方法为：第一运输辊道的底部均安装有检测接近开关，如果有卷芯架，该检测接近开关为信号1，如果没有卷芯架，该检测接近开关为信号0。PLC系统根据信号0寻找空的第一运输辊道。

步骤六、旋转台将卷芯架卸完成后旋转模块自动逆时针旋转90度到装载位方向，旋转到位后在装载位等待下一次接卷芯架。

本发明的优点在于：

1)、一种缓冷线旋转装置，实现将卷芯架送到不同的缓冷通道上去，进行工艺要求的保温处理，从而满足客户特殊需求，同时也提高了产品的附加值。

2)、一种缓冷线旋转装置的自动控制方法，实现了缓冷线旋转装置的全自动控制，通过合理控制旋转装置的逻辑动作顺序，提高了旋转装置的运行效率，提出了旋转装置的旋转角度控制方法，使定位更加精准。

附图说明

图1是本发明一种缓冷线旋转装置的结构示意图；

图2是本发明一种缓冷线旋转装置的2种位置示意图；

图3是本发明一种缓冷线旋转装置的自动控制方法流程图；

其中，1-旋转模块，2-第一运输辊道，3-旋转台，4-缓冷通道；5-第二运输辊道；

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种缓冷线旋转装置，是缓冷线上旋转台的一部分，如图1所示，包括第一运输辊道2，旋转台3和缓冷通道4；

缓冷通道4有6条，每条缓冷通道4的两端分别连接旋转台3，每个旋转台3的两端连接第一运输辊道2；第一运输辊道2与缓冷通道4互相垂直设置，通过第一运输辊道2传输带有盘卷的卷芯架，经过旋转台3传递给缓冷通道4。

每个旋转台3长约1.8米，包括旋转模块1和第二运输辊道5，均通过电机驱动，旋转模块1及第二运输辊道5的电机安装在旋转台3底部；且旋转模块1的电机通过减速机与旋转模块1连接，该电机还带有抱闸装置。

旋转模块1为T型旋转结构，带有托盘，如图2所示，通过驱动电机驱动旋转90度，带动第二运输辊道5实现2种位置：装载位和卸载位。具体由安装在旋转模块1电机上的绝对位置编码器进行实际位置的检测，输出绝对值码盘数接入PLC系统，PLC系统根据绝对值码盘数计算当前旋转模块1的实际角度，然后根据旋转命令进行装载位和卸载位的位置判断及定位控制。

装载状态下，第二运输辊道5与第一运输辊道2连通，启动后，第一运输辊道2上的卷芯架被传输到第二运输辊道5上，当卷芯架运到旋转台3的中间位置后到位，两个运输辊道同时停止运动，在旋转台3中间位置安有检测接近开关判断卷芯架是否到位；检测接近开关输出有和无两个信号给PLC系统，有信号用1表示，无信号用0表示。

卸载状态下，打开旋转模块1电机的抱闸，驱动旋转模块1顺时针旋转90度，向卸载位方向转动，第二运输辊道5与缓冷通道4连通，将卷芯架从第二运输辊道5上传输给缓冷通道4。通过PLC系统计算旋转模块1电机上的绝对值码盘数得到旋转模块1的实际角度，完成旋转模块1的定位控制。

一种缓冷线旋转装置的自动控制方法，包括控制缓冷线旋转装置的逻辑动作顺序以及缓冷线旋转装置的位置，如图3所示，具体步骤如下：

步骤一、针对当前旋转台，将旋转模块设置为装载状态，第二运输辊道为空，准备接卷芯架。

当前旋转台初始值为第一个旋转台；

步骤二、当前旋转台前一个第一运输辊道上放置好卷芯架后，同时启动第一运输辊道和第二运输辊道，当卷芯架送到当前旋转台上并到位后，两个运输辊道同时停止运动。

当卷芯架送到旋转模块1的托盘上并居中后，当前旋转台3的检测接近开关将信号送入PLC系统，PLC系统根据该信号判断卷芯架是否运送到位，信号1表示卷芯架运送到位，信号0表示卷芯架没有运送到位。

步骤三、PLC系统判断与当前旋转台相连的缓冷通道是否有空位，如果有，进入步骤四；否则，进入步骤五；

缓冷通道上安装有检测接近开关用于检测是否有卷芯架，PLC系统根据检测接近开关的信号来判断是否有卷芯架，从而判断是否有空位。如果有卷芯架，该检测接近开关为信号1，如果没有卷芯架，该检测接近开关为信号0。

步骤四、旋转模块将卷芯架旋转到与当前旋转台相连的缓冷通道上，转到步骤六；

如果与当前旋转台相连的缓冷通道上有空位，进行如下操作：打开旋转模块1电机的抱闸，旋转模块1顺时针旋转90度后到达卸载位，旋转到位后旋转台3停止旋转，旋转模块1电机的抱闸闭合。

启动第二运输辊道5和缓冷通道4，把卷芯架送到缓冷通道4上，当卷芯架到位后第二运输辊道5和缓冷通道4停止工作。

旋转模块1的到位判断如下：PLC系统根据绝对值码盘数计算出旋转台实际角度，然后跟目标角度90度进行比较，当实际角度与目标角度的差值的绝对值不超过0.2度，则旋转模块1的旋转到位；

实际角度的计算公式如下：

实际角度＝实际脉冲数/总的脉冲数＊转一圈的角度+标定时的角度

旋转模块1的到位根据实际角度和目标角度90度的差值，采用自动角度控制(APC)，控制误差在0.2°范围内。

卷芯架到位判断如下：缓冷通道4底部安装有检测接近开关，卷芯架到位后，该接近开关发出信号1，则卷芯架到位；

步骤五、旋转模块将卷芯架送到当前旋转台后一个空的第一运输辊道上后，转到步骤六；

如果与当前旋转台相连的缓冷通道上没有空位时，进行如下操作：旋转模块1不做任何操作，第二运输辊道5和旋转台3后面的第一运输辊道2同时启动，寻找旋转台3后面的第一运输辊道2，直至找到具备接卷芯架条件的第一运输辊道2，将卷芯架送到第一运输辊道2上；

具体的寻找方法为：第一运输辊道2的底部均安装有检测接近开关，如果有卷芯架，该检测接近开关为信号1，如果没有卷芯架，该检测接近开关为信号0。PLC系统根据信号0寻找空的第一运输辊道。当寻找到第一个信号0的第一运输辊道2后，将卷芯架运送到该运输辊道上，到达中心位置时，检测接近开关发出信号1，PLC系统根据信号1判断卷芯是否运送到位，当卷芯架运送到位后，两者都停止工作。

步骤六、旋转台将卷芯架卸完成后旋转模块自动逆时针旋转90度到装载位方向，旋转到位后在装载位等待下一次接卷芯架。

旋转模块1的到位判断如下：PLC系统根据绝对值码盘数计算出旋转台实际角度，然后跟目标角度90度进行比较，当实际角度与目标角度的差值的绝对值不超过0.2度，则旋转模块1的旋转到位；

实际角度的计算公式如下：

实际角度＝实际脉冲数/总的脉冲数＊转一圈的角度+标定时的角度

由卸载位/装载位自动角度控制APC完成旋转装置的定位控制，保证旋转装置精确定位。

旋转台位置控制部分包括码盘标定、位置角度计算及角度定位控制。通常情况下，码盘标定在第一次运行时进行，在实际生产中发现定位不准时，就再次进行码盘标定，这样可清除码盘的积累误差。在实际的生产运行过程中，发现由于旋转模块减速机的减速比太小导致旋转到位时码盘的脉冲数很大，很容易发生溢出现象。该问题发生后，修改码盘计算角度的程序，把码盘的脉冲数由原来的实数数据类型改为双整类型，其它与码盘脉冲数相关的数据类型也做同样的修改，处理后运行正常，不再出现脉冲数溢出从而角度计算出错的现象。

APC控制给出速度给定由PLC通过DP网发给传动装置，该速度给定既要满足缓冷生产线对旋转台运卷周期的要求，又要考虑旋转台设备带卷芯架旋转时实际的工作情况。旋转装置转向转载位和卸载位分别用各自的APC控制器中，即包括装载位自动角度控制和卸载位自动角度控制，设定不同的目标角度、不同的速度拐点、不同的比例系数，既能满足运动周期的要求，又能满足控制精度。

Claims (5)

1.一种缓冷线旋转装置，其特征在于，包括第一运输辊道，旋转台和缓冷通道；

每条缓冷通道的两端分别连接旋转台，缓冷通道底部安装有检测接近开关；每个旋转台的两端连接第一运输辊道；第一运输辊道与缓冷通道互相垂直设置，且底部安装有检测接近开关；通过第一运输辊道传输卷芯架，经过旋转台传递给缓冷通道；

每个旋转台包括旋转模块和第二运输辊道，均通过电机驱动，且电机安装在旋转台底部；旋转模块的电机还带有抱闸装置；旋转台中间安有检测接近开关；

旋转台中间的检测接近开关用于检测是否有卷芯架，检测所得信号经过PLC系统后得到缓冷通道的空位信息；如果有空位，旋转模块将卷芯架旋转到与当前旋转台相连的缓冷通道上；如果没有空位，旋转模块将卷芯架送到当前旋转台后空的第一运输辊道上。

2.如权利要求1所述的一种缓冷线旋转装置，其特征在于，所述旋转模块通过驱动电机驱动旋转90度，带动第二运输辊道实现2种位置：装载位和卸载位；

装载状态下，第二运输辊道与第一运输辊道连通，启动后，第一运输辊道上的卷芯架被传输到第二运输辊道上，到位后两个运输辊道同时停止运动；

卸载状态下，驱动旋转模块顺时针旋转90度，向卸载位方向转动，第二运输辊道与缓冷通道连通，将卷芯架从第二运输辊道上传输给缓冷通道。

3.应用权利要求1所述的一种缓冷线旋转装置的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、针对当前旋转台，将旋转模块设置为装载状态，第二运输辊道为空，准备接卷芯架；

当前旋转台初始值为第一个旋转台；

步骤二、当前旋转台前一个第一运输辊道上放置好卷芯架后，同时启动第一运输辊道和第二运输辊道，当卷芯架送到当前旋转台上并到位后，两个运输辊道同时停止运动；

步骤三、PLC系统判断与当前旋转台相连的缓冷通道是否有空位，如果有，进入步骤四；否则，进入步骤五；

缓冷通道底部安装有检测接近开关用于检测是否有卷芯架，PLC系统根据检测接近开关的信号来判断是否有卷芯架，从而判断是否有空位；如果有卷芯架，该检测接近开关为信号1，如果没有卷芯架，该检测接近开关为信号0；

步骤四、旋转模块将卷芯架旋转到与当前旋转台相连的缓冷通道上，转到步骤六；

如果与当前旋转台相连的缓冷通道上有空位，进行如下操作：打开旋转模块电机的抱闸，旋转模块顺时针旋转90度后到达卸载位，旋转到位后旋转台停止旋转，旋转模块电机的抱闸闭合；

启动第二运输辊道和缓冷通道，把卷芯架送到缓冷通道上，当卷芯架到位后第二运输辊道和缓冷通道停止工作；

步骤五、旋转模块将卷芯架送到当前旋转台后空的第一运输辊道上，转到步骤六；

如果与当前旋转台相连的缓冷通道上没有空位时，进行如下操作：旋转模块不做任何操作，第二运输辊道和旋转台后面的第一运输辊道同时启动，寻找旋转台后面空的第一运输辊道，找到具备接卷芯架条件的第一运输辊道后，将卷芯架送到该第一运输辊道上，当卷芯架运送到位后，两者都停止工作；

具体的寻找方法为：第一运输辊道的底部均安装有检测接近开关，如果有卷芯架，该检测接近开关为信号1，如果没有卷芯架，该检测接近开关为信号0；PLC系统根据信号0寻找空的第一运输辊道；

步骤六、旋转台将卷芯架卸完成后旋转模块自动逆时针旋转90度到装载位方向，旋转到位后在装载位等待下一次接卷芯架。

4.如权利要求3所述的应用一种缓冷线旋转装置的自动控制方法，其特征在于，所述步骤二中卷芯架的到位判断如下：当卷芯架送到旋转模块上并居中后，当前旋转台的检测接近开关发出信号1或0，PLC系统根据该信号判断卷芯架是否运送到位，信号1表示卷芯架运送到位，信号0表示卷芯架没有运送到位。

5.如权利要求3所述的应用一种缓冷线旋转装置的自动控制方法，其特征在于，所述步骤四中旋转模块的到位判断如下：PLC系统根据绝对值码盘数计算出旋转台实际角度，然后跟目标角度90度进行比较，当实际角度与目标角度的差值的绝对值不超过0.2度，则旋转模块的旋转到位；

实际角度的计算公式如下：

实际角度＝实际脉冲数/总的脉冲数＊转一圈的角度+标定时的角度。