CN106311755B - 一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法，属于缓冷收集自动控制技术领域；具体为：首先，工艺人员确定工艺模式；然后，盘卷沿缓冷通道的运输辊道开始进行传送；当盘卷到达两条垂直缓冷通道上相交的某个旋转台时，判断当前旋转台是否处于装载位并等待接卷；当盘卷送到当前旋转台的托盘上并居中后，当前旋转台顺时针旋转到达卸载位，并将盘卷输送到与当前旋转台相连的运输辊道上；卸完成后当前旋转台自动回转到装载位方向，等待下一次接卷；盘卷继续沿缓冷通道的运输辊道依次传送，直至结束。本发明通过合理控制旋转台的逻辑动作顺序，提高了旋转台的运行效率，通过旋转台的旋转角度控制方法，使定位更加精准。

Description

一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法

技术领域

本发明属于高线生产线后区的缓冷收集自动控制技术领域，涉及一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法。

背景技术

高线生产线后区，旋转台是缓冷收集区中重要的设备，很大程度上决定了缓冷收集的生产节奏、温度控制效果、产品质量和产量。

旋转台根据工艺模式要求，接收运输辊道送来的盘卷，并把盘卷送到相应工艺要求的缓冷通道的运输辊道上；工艺流程对旋转台的停位控制精度要求很高，这也是旋转台的控制难度，如何通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)系统合理地控制旋转台的自动运输盘卷顺序动作，提高旋转台位置控制的精度，以及提高运送效率，对于提升国内高线缓冷收集区的自动控制水平和生产线的产能，都具有重大意义。

发明内容

本发明为了提高旋转台的运行稳定性、可靠性和停位精准性，获得理想的生产节奏，提出一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法；

具体步骤如下：

步骤一、工艺人员根据产品的规格及钢坯中不同的合金成分，确定生产计划并选择工艺模式；

工艺模式包括：热收集模式和冷收集模式；

针对中规格以上的盘卷，且含有特殊合金成分的钢坯，采用热收集模式对盘卷进行缓冷，降低冷却过程所产生的组织应力和热应力，从而保证产品的质量。

针对小规格盘卷，采用冷收集模式加长盘卷的冷却时间，保证后面的打包工序不烫。

步骤二、确定了工艺模式后，盘卷沿缓冷通道的运输辊道依次进行传送；

步骤三、当盘卷到达两条垂直缓冷通道上相交的某个旋转台时，判断该旋转台是否正常工作，如果是，进入步骤四，否则，采用手动操控，并进入步骤四；

步骤四、当前旋转台处于装载位等待接卷。

步骤五、当盘卷送到当前旋转台的托盘上并居中后，当前旋转台顺时针旋转到达卸载位；

具体步骤如下：

步骤501、PLC控制系统对码盘进行标定，并记录当前码盘的脉冲数为标定时的脉冲数。

选择某一旋转台标定后，PLC系统记录当前码盘的脉冲数，进而计算旋转台旋转的实际角度，同时把此时的机械实际角度标定为零度，标定完成。

步骤502、旋转驱动电机上的绝对位置编码器进行实际位置的检测，并将码盘数发送给PLC控制系统；

步骤503、PLC控制系统根据标定时的脉冲数及当前收到的实际脉冲数计算实际角度；

位置角度的计算公式如下所示：

实际角度＝(实际脉冲数-标定时的脉冲数)/总的脉冲数＊转一圈的角度

步骤504、根据旋转台实际角度和旋转台的目标角度，通过APC控制器进行装载位和卸载位的自动角度定位控制。

步骤505、APC控制器给出速度给定，由PLC系统通过DP网发给旋转台；

步骤506、旋转台按给定角度进行顺时针旋转，并到达卸载位。

步骤六、PLC系统判断与当前旋转台相连的运输辊道是否有空位，如果有，进入步骤七；否则，继续等待，直到前面的运输辊道上有空位；

步骤七、启动电机将盘卷输送到与当前旋转台相连的运输辊道上；

步骤八、旋转台将盘卷卸完成后自动回转到装载位方向，等待下一次接卷。

步骤九、盘卷继续沿缓冷通道的运输辊道依次传送，并返回步骤三，直至结束。

本发明的优点在于：实现了缓冷收集区旋转台的全自动控制，通过合理控制旋转台的逻辑动作顺序，提高了旋转台的运行效率，通过旋转台的旋转角度控制方法，使定位更加精准。

附图说明

图1是本发明一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法流程图；

图2是本发明旋转台的旋转角度控制方法流程图；

图3是本发明热收集模式下的盘卷运行示意图；

图4是本发明冷收集模式下的盘卷运行示意图.

具体实施例

下面结合附图对本发明的具体实施方法进行详细说明。

本发明提出了一种缓冷收集区旋转台的逻辑动作顺序以及位置控制的全自动控制方法，主要实现以下功能：旋转台接卷命令和送卷命令，旋转台旋转启动及方向命令。如图1所示，具体步骤如下：

步骤一、工艺人员根据产品的规格及钢坯中不同的合金成分，确定生产计划并选择工艺模式；

工艺模式包括：热收集模式和冷收集模式；不同的工艺模式下，盘卷的运行路线不同；对重要旋转台的控制位置也不同。

两种工艺模式的选择，由工艺人员根据产品的规格及钢坯中合金成分的不同来确定，并在生产计划中明确，操作工根据生产计划在HMI(Human Machine Interface，“人机界面”)上进行相应的选择。

热收集模式为：对于含有特殊合金成分的钢坯，在轧制完成后盘卷需要在缓冷线上通过热收集模式进行进一步的缓冷，降低冷却过程所产生的组织应力和热应力，从而保证产品的质量；通常在生产中规格以上的产品，比如以上、有特殊合金成分的钢坯。

冷收集模式为：大多数情况下采用的收集模式，延长盘卷的冷却时间，保证后面打包工序时打包不烫；通常生产小规格产品，以下的产品都采取这种工艺模式。

步骤二、确定了工艺模式后，盘卷沿缓冷通道的运输辊道依次进行传送；

步骤三、当盘卷到达两条垂直缓冷通道上相交的某个旋转台时，判断该旋转台是否正常工作，如果是，进入步骤四，否则，采用手动操控，并进入步骤四；

步骤四、当前旋转台处于装载位等待接卷。

任何一种工艺模式下，该旋转台前边的运输带送盘卷过来，旋转台准备接盘卷；旋转台初始处于装载位等待盘卷。

步骤五、当盘卷送到当前旋转台的托盘上并居中后，当前旋转台顺时针旋转到达卸载位；

旋转台的托盘驱动电机启动，通过接近开关判断盘卷是否送到托盘并居中，盘卷到位判断如下：当盘卷送到旋转台上并居中后，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盘卷是否运送到位，信号1表示盘卷运送到位，信号0表示盘卷没有运送到位。

当接近开关判断盘卷送到托盘上并居中后，前面的运输带和托盘驱动电机停止工作，同时打开旋转驱动电机的抱闸，旋转台顺时针旋转到达卸载位，朝卸货位置旋转，旋转到位后旋转台停止旋转，抱闸闭合。

如图2所示，旋转角度的具体控制步骤为：

步骤501、PLC控制系统对码盘进行标定，并记录当前码盘的脉冲数为标定时的脉冲数。

由于机械加工制造精度引起的角度误差会在旋转台工作一段时间后引起旋转台机械实际角度与计算出来的控制实际角度有一定的偏差，因此，需要在出现该偏差后对旋转台的旋转角度进行标定处理。在HMI画面上有一个专门对所有旋转台进行角度标定处理的画面，操作人员根据现场实际情况选择是否要进行角度标定处理。选择某一旋转台标定后，PLC系统会记住当前码盘的脉冲数，供计算旋转台旋转的实际角度时用，同时把此时的机械实际角度标定为零度，标定完成。

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。由于旋转装置的减速比太大可能会导致旋转到位时码盘的脉冲数很大，很容易发生溢出现象，因此把码盘的脉冲数数据类型定义为双整类型，其它与码盘脉冲数相关的数据类型也做同样的处理，从而避免出现脉冲数溢出从而角度计算出错的现象。

步骤502、旋转驱动电机上的绝对位置编码器进行实际位置的检测，并将码盘数发送给PLC控制系统；

步骤503、PLC控制系统根据标定时的脉冲数及当前收到的实际脉冲数计算实际角度；

位置角度的计算公式如下所示：

实际角度＝(实际脉冲数-标定时的脉冲数)/总的脉冲数＊转一圈的角度

步骤504、根据旋转台实际角度和旋转台的目标角度，通过APC控制器进行装载位和卸载位的自动角度定位控制。

旋转台根据旋转命令，分别用APC控制器转向转载位和卸载位，并设定不同的目标角度，速度拐点和比例系数，既能满足运动周期的要求，又能满足控制精度。

步骤505、APC控制器给出速度给定，由PLC系统通过DP网发给旋转台；

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旋转时实际的工作情况。

步骤506、旋转台按给定角度进行顺时针旋转，并到达卸载位。

步骤六、PLC系统判断与当前旋转台相连的运输辊道是否有空位，如果有，进入步骤七；否则，继续等待，直到前面的运输辊道上有空位；

步骤七、启动电机将盘卷输送到与当前旋转台相连的运输辊道上；

启动托盘驱动电机送卷，同时后边的运输带也启动接卷，当盘卷到位后；旋转台的所有电机都停止工作；

步骤八、旋转台将盘卷卸完成后自动回转到装载位方向，等待下一次接卷。

步骤九、盘卷继续沿缓冷通道的运输辊道依次传送，并返回步骤三，直至结束。

实施例：

本发明是两种工艺模式下旋转台的自动控制方法，包括逻辑控制方法和角度控制方法两部分。

两种不同的工艺模式，如图3所示的热收集模式和如图4所示的冷收集模式。不同工艺模式下，盘卷运行路线不同，以图中所示的752号旋转台、755号旋转台及622号旋转台为例，对旋转台的控制位置也不同。

本实施例中，每条缓冷通道上包括多个旋转装置，每个旋转装置均包括运输辊道和旋转台，旋转台长约1.8米，包括一个托盘驱动电机和一个旋转驱动电机，旋转驱动电机带有抱闸，为T型旋转点，有两种控制位置：装载位置和卸载位置。

如图3所示，在热收集模式下：752号旋转台的装载位是上下方向，当其前方运输辊道把盘卷送到位后，它就旋转到卸载位置即左右方向，卸卷完成后再回到装载位等待；622号旋转台一直处于左右方向，在这种模式下不旋转；755号旋转台在左右方向的装载位等待接卷，其上的盘卷到位后就转向卸载位上下方向卸卷，卸卷完后回到装载位等待。

如图4所示，在冷收集模式下：755号旋转台不旋转，一直处于上下方向；752号旋转台在上下方向的装载位等待接卷，接卷完成后转到左右方向的卸卷位卸卷，卸卷后回到装载位等待；622号旋转台的装载位是左右方向，待其接收好盘卷后，就转向上下方向进行卸卷，卸卷后回到装载位等待。

两种工艺模式下，旋转台的动作是相同的：当旋转台具备接卷条件，其前面的运输带送卷过来，旋转台的托盘驱动电机启动，盘卷送到托盘上并居中后前面的运输带和托盘驱动电机停止工作。然后打开旋转驱动电机的抱闸，旋转台朝卸货位置旋转，旋转到位后停下来，抱闸闭合。启动托盘驱动电机送卷，同时缓冷通道上的运输带也启动接卷，当盘卷到位后都停止工作，旋转台转回到装载位等待下次动作。

位置控制方法及码盘的标定具体为：旋转台有4个停止位置：装载位，装载减速位，卸载位和卸载减速位。由安装在旋转驱动电机上的绝对位置编码器进行实际位置的检测，通过DP网进行码盘反馈，传输给控制程序，PLC系统根据收到的码盘数计算出当前旋转台的实际角度，然后根据旋转命令进行定位控制。装载位和卸载位定位必须精准，才能保证正常接送盘卷。

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。

角度定位控制主要根据码盘反馈检测到的旋转台实际角度和逻辑部分获得旋转台的目标角度，来进行自动角度控制(APC)，控制误差在0.1°范围内。APC控制器，对于不同目标角度有不同的速度给定，同时对于每个目标实际角度的到位判断也设有不同的死区。在实际的工作工程中，由于机械设备制造的缺陷引起旋转台在逆时针方向旋转和顺时针方向旋转时，角度误差允许的范围不同，同时对减速位置的处理也不同，针对这些问题，在程序中对于两种工艺模式下旋转方向不同的控制情况，有不同的APC控制器，控制误差根据设备的实际情况进行相应设定，对减速位也做同样的处理，确保满足旋转台控制精度要求。

Claims (1)

1.一种旋转台在两种工艺模式下的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、工艺人员根据产品的规格及钢坯中不同的合金成分，确定生产计划并选择工艺模式；

工艺模式包括：热收集模式和冷收集模式；

针对中规格以上且含有特殊合金成分的钢坯，采用热收集模式对盘卷进行缓冷，降低冷却过程所产生的组织应力和热应力，从而保证产品的质量；

针对小规格盘卷，采用冷收集模式加长盘卷的冷却时间，保证后面的打包工序不烫；

步骤二、确定了工艺模式后，盘卷沿缓冷通道的运输辊道依次进行传送；

步骤三、当盘卷到达两条垂直缓冷通道上相交的某个旋转台时，判断该旋转台是否正常工作，如果是，进入步骤四，否则，采用手动操控，并进入步骤四；

步骤四、当前旋转台处于装载位等待接卷；

步骤五、当盘卷送到当前旋转台的托盘上并居中后，当前旋转台顺时针旋转到达卸载位；具体为：

步骤501、PLC控制系统对码盘进行标定，并记录当前码盘的脉冲数为标定时的脉冲数；

选择某一旋转台标定后，PLC系统记录当前码盘的脉冲数，进而计算旋转台旋转的实际角度，同时把此时的机械实际角度标定为零度，标定完成；

步骤502、旋转驱动电机上的绝对位置编码器进行实际位置的检测，并将码盘数发送给PLC控制系统；

步骤503、PLC控制系统根据标定时的脉冲数及当前收到的实际脉冲数计算实际角度；

位置角度的计算公式如下所示：

实际角度＝(实际脉冲数-标定时的脉冲数)/总的脉冲数＊转一圈的角度

步骤504、根据旋转台实际角度和旋转台的目标角度，通过APC控制器进行装载位和卸载位的自动角度定位控制；

步骤505、APC控制器给出速度给定，由PLC系统通过DP网发给旋转台；

步骤506、旋转台按给定角度进行顺时针旋转，并到达卸载位；旋转台的托盘驱动电机启动，通过接近开关判断盘卷是否送到托盘并居中，当接近开关判断盘卷送到托盘上并居中后，前面的运输带和托盘驱动电机停止工作，同时打开旋转驱动电机的抱闸，旋转台顺时针旋转到达卸载位，朝卸货位置旋转，旋转到位后旋转台停止旋转，抱闸闭合；

步骤六、PLC系统判断与当前旋转台相连的运输辊道是否有空位，如果有，进入步骤七；否则，继续等待，直到前面的运输辊道上有空位；

步骤七、启动电机将盘卷输送到与当前旋转台相连的运输辊道上；

步骤八、旋转台将盘卷卸完成后自动回转到装载位方向，等待下一次接卷；

步骤九、盘卷继续沿缓冷通道的运输辊道依次传送，并返回步骤三，直至结束。