CN107716566B - 电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式及同步运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式及同步运行控制方法，属于钢铁冶金领域，包括提供2段冷床的运行方式控制方法，单动和联动控制，步进一周和连续步进控制，实现2段冷床多种运行方式，并推导出公式ΔS＝(360*Nn*Pm*Tt)/(60*2*Pn*Nm)，为自动化检测元件的安装位置提供指导，有效的定位了检测元件的安装位置，保证2段冷床非同时启动时，经过一段时间在达到高位后轨迹基本一致的同步运行的控制方法，通过实时监控和对比2段冷床的转动位置，采用PID闭环主从控制，调整冷床速度，实现2段冷床的同启同步运行及非同启同步运行控制。本发明减少冷床运行时错位拉钢的现象，投资成本低，效果好，实用性强。

Description

电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式及同步运行控制方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式及同步运行控制方法。

背景技术

生产电梯导轨钢时，导轨钢在进入矫直机矫直之前需要经过充分的冷却，冷床在轧件冷却和成形上起着主要作用，为了充分冷却，冷床区域面积会比较大，考虑负载功率大小和生产缓冲等因素影响，冷床往往会分成多段。钢在轧制过程中受轧制力和轧制品长度影响进入冷床后自然冷却时不可避免的会发生形变而弯曲尤其是大规格的型钢，靠冷床本体锯齿难以阻止其形变，而多段冷床不同步运行又会导致在冷床交叉段出现拉钢而加重钢变形，导致跳齿，乱齿，下钢困难，甚至导致卡钢使设备过载。如此就会停机处理，增加工人的劳动强度，影响生产节奏。为提高生产节奏，减少人工干预，可靠的多段冷床自动控制方法就显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有冷床同步控制方法的不足，以及减少过多人工干预对生产节奏的影响,本发明提供一种自动化程度较高，有效性强的2段步进式冷床自动控制方法，该控制方法不仅提供分段冷床不同运行方式控制，而且能控制分段冷床同步运行，减少不同步的错位拉钢现象，并且所用的元件为简单常用的电气元件，投资较少。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明一种电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式控制方法，所述2段步进式冷床包括Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床，并分别设置有为Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床提供动力的冷床传动电机Ⅰ和冷床传动电机Ⅱ；所述Ⅰ段冷床包括动梁Ⅰ和定梁Ⅰ，所述Ⅱ段冷床包括动梁Ⅱ和定梁Ⅱ；所述动梁Ⅰ和动梁Ⅱ分别与冷床传动电机Ⅰ和冷床传动电机Ⅱ的输出端之间连接设置有机械动力装置Ⅰ和机械动力装置Ⅱ，该机械动力装置Ⅰ设置有重锤Ⅰ和绝对值编码器Ⅰ，该机械动力装置Ⅱ上设置有重锤Ⅱ和绝对值编码器Ⅱ；所述机械动力装置Ⅰ和机械动力装置Ⅱ可分别在冷床传动电机Ⅰ和冷床传动电机Ⅱ作用下推动其上的重锤Ⅰ和重锤Ⅱ进行圆周运动进而拖动动梁Ⅰ和动梁Ⅱ作圆周运动；所述机械动力装置Ⅰ上重锤Ⅰ圆周运动轨迹的最低点及该圆周运动轨迹上分别设置有停止位接近开关Ⅰ和中间位接近开关Ⅰ，所述机械动力装置Ⅱ上重锤Ⅱ圆周运动轨迹的最低点及圆周轨迹上分别安装有停止位接近开关Ⅱ和中间位接近开关Ⅱ；所述Ⅱ段冷床的首段安装有有钢检测装置；所述2段步进式冷床还包括控制其运行的PLC控制系统，所述有钢检测装置、冷床传动电机Ⅰ、冷床传动电机Ⅱ、停止位接近开关Ⅰ、停止位接近开关Ⅱ、中间位接近开关Ⅰ、中间位接近开关Ⅱ、绝对值编码器Ⅰ、绝对值编码器Ⅱ均接入该PLC控制系统；所述运行方式控制方法分为单动控制和联动控制，每一种控制方法分为步进一周和连续步进两种操作方式，具体为：

1.1)当Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床选择单动控制，操作方式为步进一周时，启动Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床，当Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床运行一周到低位时，PLC控制系统检测到停止位接近开关Ⅰ或停止位接近开关Ⅱ的信号，PLC控制系统给定冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ的运行频率为零，同时关闭该冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ抱闸；当Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床选择单动控制，操作方式为连续步进n1步，n1步数根据生产需要在PLC控制系统的HMI人机界面上人为设定，当设定n1＝0时，Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床启动后会一直步进，直至收到停机命令，当设定0<n1时，步距计数参数n初始值＝0，当n<n1时，Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床连续运行，每经过一次中间位接近开关Ⅰ或中间位接近开关ⅡPLC控制系统计数累加一次，n＝n+1，直至达到设定步距，n＝n1时，PLC控制系统控制Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床自动停机在低位；

1.2)当Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床选择联动控制，操作方式为步进一周时，启动Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床，当Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床运行一周到低位时，PLC控制系统检测到停止位接近开关Ⅰ和停止位接近开关Ⅱ的信号，PLC控制系统给定冷床传动电机Ⅰ和冷床传动电机Ⅱ的运行频率为零，同时关闭该冷床传动电机Ⅰ和冷床传动电机Ⅱ抱闸；当Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床选择联动控制，操作方式为连续步进n1步，n1步数根据生产需要在PLC控制系统的HMI人机界面上人为设定，当设定n1＝0时，Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床启动后会一直步进，直至收到停机命令，当设定0<n1时，步距计数参数n初始值＝0，当n<n1时，Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床连续运行，每经过一次中间位接近开关Ⅰ和中间位接近开关Ⅱ，PLC控制系统计数累加一次，n＝n+1，直至达到设定步距，n＝n1时，PLC控制系统控制Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床自动停机在低位。

本发明解决技术问题的另一个技术方案为：

一种电梯导轨钢2段步进式冷床同步运行的控制方法，基于上述的一种电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式控制方法，PLC控制系统采用PID闭环主从控制，以Ⅰ段冷床的位置为同步设定点，Ⅱ段冷床跟踪Ⅰ段冷床的位置，具体方法如下：

2.1)若Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床非同时启动并需要联动运行时，通过PLC控制系统的HMI人机界面设定连续步距n1值以及PID参数；根据公式ΔS＝(360*Nn*Pm*Tt)/(60*2*Pn*Nm)，为中间位接近开关Ⅰ和中间位接近开关Ⅱ的安装位置提供指导，其中Pm为冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ的设定的运行频率，Pn为冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ额定频率，Nn为冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ额定转速，Tt为冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ的变频器加速上升时间，Nm为冷床传动电机Ⅰ或冷床传动电机Ⅱ的减速箱的减速比，然后将中间位接近开关Ⅰ与停止位接近开关Ⅰ或者中间位接近开关Ⅱ与停止位接近开关Ⅱ的角度差调整为此公式计算出的各自的经验的ΔS值；启动Ⅰ段冷床在先运行，当Ⅰ段冷床运行至该中间位接近开关Ⅰ时，控制Ⅱ段冷床启动，使得Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床达到正常速度时，满足SⅠ＝ΔS+SⅡ，其中SⅠ为Ⅰ段冷床在Ⅱ段冷床启动过程中运行的角度，SⅡ为Ⅱ段冷床启动过程运行的角度，ΔS为中间位接近开关Ⅰ和停止位接近开关Ⅰ的角度差；利用PLC控制系统通过中间位接近开关Ⅰ、中间位接近开关Ⅱ和停止位接近开关Ⅰ、停止位接近开关Ⅱ以及绝对值编码器Ⅰ、绝对值编码器Ⅱ实时跟踪Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床的速度和转动位置，转动位置计算公式为：θ＝(MS实-MS零)*360/SM圈；θⅠ表示Ⅰ段冷床运行的角度(0≤θⅠ≤360°),θⅡ表示Ⅱ段冷床运行的角度(0≤θⅡ≤360°)，其中MS实实时读取Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床的码值，MS零为Ⅰ段冷床每次转至停止位接近开关Ⅰ或Ⅱ段冷床每次转至停止位接近开关Ⅱ记录的码值，定义停止位接近开关Ⅰ和停止位接近开关Ⅱ处为角度零点，每经过一次，PLC控制系统分别记录一次零点码值；SM圈为Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床运行一周所需的码值；当θⅠ与θⅡ不相同时，通过PID自动调整Ⅱ段冷床速度，保证两段独立的冷床在非同时启动运行的同步性；当Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床同步运行时，若达到设定的步距n1，则Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床均分别在中间位接近开关Ⅰ和中间位接近开关Ⅱ位置处减速，然后分别同时在停止位接近开关Ⅰ和停止位接近开关Ⅱ位置处停机；

2.2)若Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床同时启动并需要联动运行时，通过PLC控制系统的HMI人机界面设定连续步距n1值以及PID参数；利用PLC控制系统通过中间位接近开关Ⅰ、中间位接近开关Ⅱ和停止位接近开关Ⅰ、停止位接近开关Ⅱ以及绝对值编码器Ⅰ、绝对值编码器Ⅱ实时跟踪Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床的速度和转动位置，转动位置计算公式为：θ＝(MS实-MS零)*360/SM圈；θⅠ表示Ⅰ段冷床运行的角度(0≤θⅠ≤360°),θⅡ表示Ⅱ段冷床运行的角度(0≤θⅡ≤360°)，其中MS实实时读取Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床的码值，MS零为Ⅰ段冷床每次转至停止位接近开关Ⅰ或Ⅱ段冷床每次转至停止位接近开关Ⅱ记录的码值，定义停止位接近开关Ⅰ和停止位接近开关Ⅱ处为角度零点，每经过一次，PLC控制系统分别记录一次零点码值；SM圈为Ⅰ段冷床或Ⅱ段冷床运行一周所需的码值；当θⅠ与θⅡ不相同时，通过PID自动调整Ⅱ段冷床速度，保证两段独立的冷床在同时启动运行的同步性；当Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床同步运行时，若达到设定的步距n1，则Ⅰ段冷床和Ⅱ段冷床均分别在中间位接近开关Ⅰ和中间位接近开关Ⅱ位置处减速，然后分别同时在停止位接近开关Ⅰ和停止位接近开关Ⅱ位置处停机。

进一步地，所述PID参数包括Kp：比例增益，Ti：积分时间常数；Td：微分时间常数。

相对于现有技术，本发明的有益效果是，提供2段步进式冷床不同启动方式的控制方法，并实时监控2段步进式冷床的运行位置，在同时运行时，对比冷床运行轨迹，快速有效的调整冷床速度，使得2段步进式冷床能够同步运行，有效果避免错位拉钢现象。

附图说明

图1是本发明中所述2段步进式冷床的示意图。

图2是发明中所述2段步进式冷床单动控制连续步进的控制流程图。

图3是发明中所述2段步进式冷床联动控制同步运行的控制流程图。

图中

1.有钢检测装置；

2.I段冷床；

3.II段冷床；

24.停止位接近开关I；

34.停止位接近开关II；

25.中间位接近开关I；

35.中间位接近开关II；

26.绝对值编码器I；

36.绝对值编码器II；

27.冷床传动电机I；

37.冷床传动电机II；

28.定梁I；

38.定梁II；

29、动梁I；

39.动梁II；

20、机械动力装置I；

30.机械动力装置II；

21、重锤I；

31.重锤II。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，一种电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式控制方法，所述2段步进式冷床包括Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3，并分别设置有为Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3提供动力的冷床传动电机Ⅰ27和冷床传动电机Ⅱ37；所述Ⅰ段冷床2包括动梁Ⅰ29和定梁Ⅰ28，所述Ⅱ段冷床3包括动梁Ⅱ39和定梁Ⅱ38；所述动梁Ⅰ29和动梁Ⅱ39分别与冷床传动电机Ⅰ27和冷床传动电机Ⅱ37的输出端之间连接设置有机械动力装置Ⅰ20和机械动力装置Ⅱ30，该机械动力装置Ⅰ20设置有重锤Ⅰ21和绝对值编码器Ⅰ26，该机械动力装置Ⅱ30上设置有重锤Ⅱ31和绝对值编码器Ⅱ36；所述机械动力装置Ⅰ20和机械动力装置Ⅱ30可分别在冷床传动电机Ⅰ27和冷床传动电机Ⅱ37作用下推动其上的重锤Ⅰ21和重锤Ⅱ31进行圆周运动进而拖动动梁Ⅰ29和动梁Ⅱ39作圆周运动；所述机械动力装置Ⅰ20上重锤Ⅰ21圆周运动轨迹的最低点及该圆周运动轨迹上分别安装设置有停止位接近开关Ⅰ24和中间位接近开关Ⅰ25，所述机械动力装置Ⅱ30上重锤Ⅱ31圆周运动轨迹的最低点及圆周轨迹上分别安装设置有停止位接近开关Ⅱ34和中间位接近开关Ⅱ35；所述Ⅱ段冷床3的首段安装有有钢检测装置1；所述2段步进式冷床还包括控制其运行的PLC控制系统，该PLC控制系统包括HMI人机界面，所述有钢检测装置1、冷床传动电机Ⅰ27、冷床传动电机Ⅱ37、停止位接近开关Ⅰ24、停止位接近开关Ⅱ34、中间位接近开关Ⅰ25、中间位接近开关Ⅱ35、绝对值编码器Ⅰ26、绝对值编码器Ⅱ36均接入该PLC控制系统；所述停止位接近开关Ⅰ24和停止位接近开关Ⅱ34的作用是当PLC控制系统需要控制Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3停机时，当机械动力装置Ⅰ20或机械动力装置Ⅱ30上的重锤Ⅰ21或重锤Ⅱ31作圆周运动运行至该停止位接近开关Ⅰ24或停止位接近开关Ⅱ34的位置时，PLC控制系统向冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37的变频器发送停机信号，所述冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37停机抱闸；所述中间位接近开关Ⅰ25和中间位接近开关Ⅱ35的作用有两个，作用1：作为停机前减速位置点；作用2：2段步进式冷床非同时启动但需要同步运行时，后启动冷床在先启动的冷床运行至该位置后的启动触发点；所述有钢检测装置1用于检测I段冷床2和II段冷床3交叉处是否有钢，当有钢检测装置1检测到有钢信号时，I段冷床2禁止运行，若I段冷床2正在运行，则I段冷床2停止在低位，若未运行，则禁止启动，避免多根钢积压在II段冷床3首段；所述绝对值编码器Ⅰ26或绝对值编码器Ⅱ36，用于定位Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3运动的角度，该信号被实时采集进PLC控制系统，冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37带增量型编码器，用于测速，该信号直接进入变频器，并由变频器通过通信状态字送入PLC控制系统；本实施例PLC控制系统采用一套西门子S7-400控制器，冷床操作台内设ET200远程站，选用300系列IO模块，画面采用西门子WINCC7.2，编程软件选用STEP7V5.5；所述运行方式控制方法分为单动控制和联动控制，每一种控制方法分为步进一周和连续步进两种操作方式，具体为：

1.1)当Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3选择单动控制，操作方式为步进一周时，启动Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3，当Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3运行一周到低位时，PLC控制系统检测到停止位接近开关Ⅰ24或停止位接近开关Ⅱ34的信号，PLC控制系统给定冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37的运行频率为零，同时关闭该冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37抱闸；当Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3选择单动控制，操作方式为连续步进n1步，n1步数根据生产需要在PLC控制系统的HMI人机界面上人为设定，当设定n1＝0时，Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3启动后会一直步进，直至收到停机命令，当设定0<n1时，步距计数参数n初始值＝0，当n<n1时，Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3连续运行，每经过一次中间位接近开关Ⅰ25或中间位接近开关Ⅱ35，PLC控制系统计数累加一次，n＝n+1，直至达到设定步距，n＝n1时，PLC控制系统控制Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3自动停机在低位；一般情况下，正常生产时考虑轨道钢冷却效果和冷床上的容放数量，一般设定连续步距n1的值为2<n1<5,间隔一齿又不间隔太多，假设连续步距n1＝4；Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3启动后步距计数参数n从0开始累加，每运行一周经过一次中间位接近开关Ⅰ25或中间位接近开关Ⅱ35，PLC控制系统计数累加一次，n＝n+1；直至达到设定步距，n＝n1＝4时，检测到低位的停止位接近开关Ⅰ24或停止位接近开关Ⅱ34的信号，PLC控制系统控制冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37自动停机关抱闸；

1.2)当Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3选择联动控制，操作方式为步进一周时，启动Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3，当Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3运行一周到低位时，PLC控制系统检测到停止位接近开关Ⅰ24和停止位接近开关Ⅱ34的信号，PLC控制系统给定冷床传动电机Ⅰ27和冷床传动电机Ⅱ37的运行频率为零，同时关闭该冷床传动电机Ⅰ27和冷床传动电机Ⅱ37抱闸；当Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3选择联动控制，操作方式为连续步进n1步，n1步数根据生产需要在PLC控制系统的HMI人机界面上人为设定，当设定n1＝0时，Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3启动后会一直步进，直至收到停机命令，当设定0<n1时，步距计数参数n初始值＝0，当n<n1时，Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3连续运行，每经过一次中间位接近开关Ⅰ25和中间位接近开关Ⅱ35，PLC控制系统计数累加一次，n＝n+1，直至达到设定步距，n＝n1时，PLC控制系统控制Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3自动停机在低位。

实施例2：

如图1至图3所示，本发明一种电梯导轨钢2段步进式冷床同步运行的控制方法，基于上述实施例1的一种电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式控制方法，PLC控制系统采用PID闭环主从控制，以Ⅰ段冷床2的位置为同步设定点，Ⅱ段冷床3跟踪Ⅰ段冷床2的位置，具体方法如下：

2.1)若Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3非同时启动并需要联动运行时，通过PLC控制系统的HMI人机界面设定连续步距n1值以及PID参数；根据公式ΔS＝(360*Nn*Pm*Tt)/(60*2*Pn*Nm)，为中间位接近开关Ⅰ25和中间位接近开关Ⅱ35的安装位置提供指导，其中Pm为冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37的设定的运行频率，Pn为冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37额定频率，Nn为冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37额定转速，Tt为冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37的变频器加速上升时间，Nm为冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37的减速箱的减速比，然后将中间位接近开关Ⅰ25与停止位接近开关Ⅰ24或者中间位接近开关Ⅱ35与停止位接近开关Ⅱ34的角度差调整为此公式计算出的各自的经验的ΔS值，假设冷床传动电机Ⅰ27或冷床传动电机Ⅱ37设定的运行频率Pm＝25HZ，减速比Nm＝63,额定频率Pn＝50HZ,额定转速Nn＝600r/min，变频器加速时间Tt为5S，则可以计算出角度差ΔS＝71.4度，则可将中间位接近开关Ⅰ25安装在距停止位接近开关Ⅰ24的71.4度位置左右或者中间位接近开关Ⅱ35安装在距停止位接近开关Ⅱ34的71.4度位置左右；启动Ⅰ段冷床2在先运行，当Ⅰ段冷床2运行至该中间位接近开关Ⅰ25时，控制Ⅱ段冷床3启动，使得Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3达到正常速度时，满足SⅠ＝ΔS+SⅡ，其中SⅠ为Ⅰ段冷床2在Ⅱ段冷床3启动过程中运行的角度，SⅡ为Ⅱ段冷床3启动过程运行的角度，ΔS为中间位接近开关Ⅰ25和停止位接近开关Ⅰ24的角度差；利用PLC控制系统通过中间位接近开关Ⅰ25、中间位接近开关Ⅱ35和停止位接近开关Ⅰ24、停止位接近开关Ⅱ34以及绝对值编码器Ⅰ26、绝对值编码器Ⅱ36实时跟踪Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3的速度和转动位置，转动位置计算公式为：θ＝(MS实-MS零)*360/SM圈；θⅠ表示Ⅰ段冷床2运行的角度(0≤θⅠ≤360°),θⅡ表示Ⅱ段冷床3运行的角度(0≤θⅡ≤360°)，其中MS实实时读取Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3的码值，MS零为Ⅰ段冷床2每次转至停止位接近开关Ⅰ24或Ⅱ段冷床3每次转至停止位接近开关Ⅱ34记录的码值，定义停止位接近开关Ⅰ24和停止位接近开关Ⅱ34处为角度零点，每经过一次，PLC控制系统分别记录一次零点码值；SM圈为Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3运行一周所需的码值；当θⅠ与θⅡ不相同时，通过PID自动调整Ⅱ段冷床3速度，保证两段独立的冷床在非同时启动运行的同步性；当Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3同步运行时，若达到设定的步距n1，则Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3均分别在中间位接近开关Ⅰ25和中间位接近开关Ⅱ35位置处减速，然后分别同时在停止位接近开关Ⅰ24和停止位接近开关Ⅱ34位置处停机；

2.2)若Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3同时启动并需要联动运行时，通过PLC控制系统的HMI人机界面设定连续步距n1值以及PID参数；利用PLC控制系统通过中间位接近开关Ⅰ25、中间位接近开关Ⅱ35和停止位接近开关Ⅰ24、停止位接近开关Ⅱ34以及绝对值编码器Ⅰ26、绝对值编码器Ⅱ36实时跟踪Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3的速度和转动位置，转动位置计算公式为：θ＝(MS实-MS零)*360/SM圈；θⅠ表示Ⅰ段冷床2运行的角度(0≤θⅠ≤360°),θⅡ表示Ⅱ段冷床3运行的角度(0≤θⅡ≤360°)，其中MS实实时读取Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3的码值，MS零为Ⅰ段冷床2每次转至停止位接近开关Ⅰ24或Ⅱ段冷床3每次转至停止位接近开关Ⅱ34记录的码值，定义停止位接近开关Ⅰ24和停止位接近开关Ⅱ34处为角度零点，每经过一次，PLC控制系统分别记录一次零点码值；SM圈为Ⅰ段冷床2或Ⅱ段冷床3运行一周所需的码值；当θⅠ与θⅡ不相同时，通过PID自动调整Ⅱ段冷床3速度，保证两段独立的冷床在同时启动运行的同步性；当Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3同步运行时，若达到设定的步距n1，则Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3均分别在中间位接近开关Ⅰ25和中间位接近开关Ⅱ35位置处减速，然后分别同时在停止位接近开关Ⅰ24和停止位接近开关Ⅱ34位置处停机。

本实施例中PID调节最主要的三个参数为，Kp：比例增益，Ti：积分时间常数，Td：微分时间常数；其中Ⅰ段冷床2和Ⅱ段冷床3的实时角度差为输入过程量，输出为Ⅱ段冷床3上冷床传动电机的变频器的设定频率；本实施例中所述PID主要输入的参数包括使能信号EN为冷床达到设定频率、采样周期可设置为T＝500ms、过程输入量PV_IN＝(θⅡ-θⅠ)/3.6、比例值GAIN＝50％、积分时间Ti＝30s、微分时间Td＝20s、因角度差允许的范围在5度以下以及死区W＝1.3％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式控制方法，其特征在于：所述2段步进式冷床包括Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)，并分别设置有为Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)提供动力的冷床传动电机Ⅰ(27)和冷床传动电机Ⅱ(37)；所述Ⅰ段冷床(2)包括动梁Ⅰ(29)和定梁Ⅰ(28)，所述Ⅱ段冷床(3)包括动梁Ⅱ(39)和定梁Ⅱ(38)；所述动梁Ⅰ(29)和动梁Ⅱ(39)分别与冷床传动电机Ⅰ(27)和冷床传动电机Ⅱ(37)的输出端之间连接设置有机械动力装置Ⅰ(20)和机械动力装置Ⅱ(30)，该机械动力装置Ⅰ(20)设置有重锤Ⅰ(21)和绝对值编码器Ⅰ(26)，该机械动力装置Ⅱ(30)上设置有重锤Ⅱ(31)和绝对值编码器Ⅱ(36)；所述机械动力装置Ⅰ(20)和机械动力装置Ⅱ(30)可分别在冷床传动电机Ⅰ(27)和冷床传动电机Ⅱ(37)作用下推动其上的重锤Ⅰ(21)和重锤Ⅱ(31)进行圆周运动进而拖动动梁Ⅰ(29)和动梁Ⅱ(39)作圆周运动；所述机械动力装置Ⅰ(20)上重锤Ⅰ(21)圆周运动轨迹的最低点及该圆周运动轨迹上分别设置有停止位接近开关Ⅰ(24)和中间位接近开关Ⅰ(25)，所述机械动力装置Ⅱ(30)上重锤Ⅱ(31)圆周运动轨迹的最低点及圆周轨迹上分别安装有停止位接近开关Ⅱ(34)和中间位接近开关Ⅱ(35)；所述Ⅱ段冷床(3)的首段安装有有钢检测装置(1)；所述2段步进式冷床还包括控制其运行的PLC控制系统，所述有钢检测装置(1)、冷床传动电机Ⅰ(27)、冷床传动电机Ⅱ(37)、停止位接近开关Ⅰ(24)、停止位接近开关Ⅱ(34)、中间位接近开关Ⅰ(25)、中间位接近开关Ⅱ(35)、绝对值编码器Ⅰ(26)、绝对值编码器Ⅱ(36)均接入该PLC控制系统；所述运行方式控制方法分为单动控制和联动控制，每一种控制方法分为步进一周和连续步进两种操作方式，具体为：

1.1)当Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)选择单动控制，操作方式为步进一周时，启动Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)，当Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)运行一周到低位时，PLC控制系统检测到停止位接近开关Ⅰ(24)或停止位接近开关Ⅱ(34)的信号，PLC控制系统给定冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)的运行频率为零，同时关闭该冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)抱闸；当Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)选择单动控制，操作方式为连续步进n1步，n1步数根据生产需要在PLC控制系统的HMI人机界面上人为设定，当设定n1＝0时，Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)启动后会一直步进，直至收到停机命令，当设定0<n1时，步距计数参数n初始值＝0，当n<n1时，Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)连续运行，每经过一次中间位接近开关Ⅰ(25)或中间位接近开关Ⅱ(35)PLC控制系统计数累加一次，n＝n+1，直至达到设定步距，n＝n1时，PLC控制系统控制Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)自动停机在低位；

1.2)当Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)选择联动控制，操作方式为步进一周时，启动Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)，当Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)运行一周到低位时，PLC控制系统检测到停止位接近开关Ⅰ(24)和停止位接近开关Ⅱ(34)的信号，PLC控制系统给定冷床传动电机Ⅰ(27)和冷床传动电机Ⅱ(37)的运行频率为零，同时关闭该冷床传动电机Ⅰ(27)和冷床传动电机Ⅱ(37)抱闸；当Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)选择联动控制，操作方式为连续步进n1步，n1步数根据生产需要在PLC控制系统的HMI人机界面上人为设定，当设定n1＝0时，Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)启动后会一直步进，直至收到停机命令，当设定0<n1时，步距计数参数n初始值＝0，当n<n1时，Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)连续运行，每经过一次中间位接近开关Ⅰ(25)和中间位接近开关Ⅱ(35)，PLC控制系统计数累加一次，n＝n+1，直至达到设定步距，n＝n1时，PLC控制系统控制Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)自动停机在低位。

2.一种电梯导轨钢2段步进式冷床同步运行的控制方法，其特征在于：基于权利要求1所述的一种电梯导轨钢2段步进式冷床运行方式控制方法，PLC控制系统采用PID闭环主从控制，以Ⅰ段冷床(2)的位置为同步设定点，Ⅱ段冷床(3)跟踪Ⅰ段冷床(2)的位置，具体方法如下：

2.1)若Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)非同时启动并需要联动运行时，通过PLC控制系统的HMI人机界面设定连续步距n1值以及PID参数；根据公式ΔS＝(360*Nn*Pm*Tt)/(60*2*Pn*Nm)，为中间位接近开关Ⅰ(25)和中间位接近开关Ⅱ(35)的安装位置提供指导，其中Pm为冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)的设定的运行频率，Pn为冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)额定频率，Nn为冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)额定转速，Tt为冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)的变频器加速上升时间，Nm为冷床传动电机Ⅰ(27)或冷床传动电机Ⅱ(37)的减速箱的减速比，然后将中间位接近开关Ⅰ(25)与停止位接近开关Ⅰ(24)或者中间位接近开关Ⅱ(35)与停止位接近开关Ⅱ(34)的角度差调整为此公式计算出的各自的经验的ΔS值；启动Ⅰ段冷床(2)在先运行，当Ⅰ段冷床(2)运行至该中间位接近开关Ⅰ(25)时，控制Ⅱ段冷床(3)启动，使得Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)达到正常速度时，满足SⅠ＝ΔS+SⅡ，其中SⅠ为Ⅰ段冷床(2)在Ⅱ段冷床(3)启动过程中运行的角度，SⅡ为Ⅱ段冷床(3)启动过程运行的角度，ΔS为中间位接近开关Ⅰ(25)和停止位接近开关Ⅰ(24)的角度差；利用PLC控制系统通过中间位接近开关Ⅰ(25)、中间位接近开关Ⅱ(35)和停止位接近开关Ⅰ(24)、停止位接近开关Ⅱ(34)以及绝对值编码器Ⅰ(26)、绝对值编码器Ⅱ(36)实时跟踪Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)的速度和转动位置，转动位置计算公式为：θ＝(MS_实-MS_零)*360/SM_圈；θⅠ表示Ⅰ段冷床(2)运行的角度0≤θⅠ≤360°,θⅡ表示Ⅱ段冷床(3)运行的角度0≤θⅡ≤360°，其中MS_实实时读取Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)的码值，MS_零为Ⅰ段冷床(2)每次转至停止位接近开关Ⅰ(24)或Ⅱ段冷床(3)每次转至停止位接近开关Ⅱ(34)记录的码值，定义停止位接近开关Ⅰ(24)和停止位接近开关Ⅱ(34)处为角度零点，每经过一次，PLC控制系统分别记录一次零点码值；SM_圈为Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)运行一周所需的码值；当θⅠ与θⅡ不相同时，通过PID自动调整Ⅱ段冷床(3)速度，保证两段独立的冷床在非同时启动运行的同步性；当Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)同步运行时，若达到设定的步距n1，则Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)均分别在中间位接近开关Ⅰ(25)和中间位接近开关Ⅱ(35)位置处减速，然后分别同时在停止位接近开关Ⅰ(24)和停止位接近开关Ⅱ(34)位置处停机；

2.2)若Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)同时启动并需要联动运行时，通过PLC控制系统的HMI人机界面设定连续步距n1值以及PID参数；利用PLC控制系统通过中间位接近开关Ⅰ(25)、中间位接近开关Ⅱ(35)和停止位接近开关Ⅰ(24)、停止位接近开关Ⅱ(34)以及绝对值编码器Ⅰ(26)、绝对值编码器Ⅱ(36)实时跟踪Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)的速度和转动位置，转动位置计算公式为：θ＝(MS_实-MS_零)*360/SM_圈；θⅠ表示Ⅰ段冷床(2)运行的角度0≤θⅠ≤360°,θⅡ表示Ⅱ段冷床(3)运行的角度0≤θⅡ≤360°，其中MS_实实时读取Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)的码值，MS_零为Ⅰ段冷床(2)每次转至停止位接近开关Ⅰ(24)或Ⅱ段冷床(3)每次转至停止位接近开关Ⅱ(34)记录的码值，定义停止位接近开关Ⅰ(24)和停止位接近开关Ⅱ(34)处为角度零点，每经过一次，PLC控制系统分别记录一次零点码值；SM_圈为Ⅰ段冷床(2)或Ⅱ段冷床(3)运行一周所需的码值；当θⅠ与θⅡ不相同时，通过PID自动调整Ⅱ段冷床(3)速度，保证两段独立的冷床在同时启动运行的同步性；当Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)同步运行时，若达到设定的步距n1，则Ⅰ段冷床(2)和Ⅱ段冷床(3)均分别在中间位接近开关Ⅰ(25)和中间位接近开关Ⅱ(35)位置处减速，然后分别同时在停止位接近开关Ⅰ(24)和停止位接近开关Ⅱ(34)位置处停机。

3.根据权利要求2所述的一种电梯导轨钢2段步进式冷床同步运行的控制方法，其特征在于：所述PID参数包括Kp：比例增益，Ti：积分时间常数；Td：微分时间常数。