CN111112735A - 一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法 - Google Patents

一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法，包括：剪切机的速度设定方法和校平机的速度设定方法。剪切机速度控制算法是以下述为输入变量，包括：送料长度、速度斜波时间、线速度最大值、速度斜波系数K1、剪切机速度设定值、剪切机速度最大值；以下述为输出变量，包括：剪切机速度设定计算值；发送至剪切机变频器，用于驱动剪刃升降机构，完成带钢剪切；校平机的速度设定方法以剪切机速度为基础，计算校平机的速度设定。根据机组运行参数，自动计算校平机和剪切机的速度设定，实现连续工作的校平机和间歇进给的剪切机之间的带钢供需平衡。

Description

一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法。
背景技术
开卷剪切线广泛应用于汽车制造及钢材加工配送行业，包括开卷、清洗、校平、摆剪剪切、堆垛等工艺过程，适用于冷轧板、镀锌板、热轧酸洗板等材料的生产，为后道激光拼焊工序或冲压工序提供原料。
生产速度设定是开卷剪切线关键技术之一，是实现张力控制、摆剪控制等工艺控制的基础。生产时根据机组运行参数自动控制生产过程。
发明内容
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供了一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法，根据机组运行参数，自动计算校平机和剪切机的速度设定，实现连续工作的校平机和间歇进给的剪切机之间的带钢供需平衡。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法，包括：剪切机的速度设定方法和校平机的速度设定方法。
一、所述剪切机的速度设定方法包括如下：
剪切机速度是生产线的基准速度，控制算法是以下述为输入变量，包括：送料长度Lfeed(m)、速度斜波时间Tramp(s)、线速度最大值VLmax(m/min)、速度斜波系数K1、剪切机速度设定值SSset(次/min)、剪切机速度最大值SSmax(次/min)；以下述为输出变量，包括：剪切机速度设定计算值SCset(％)；发送至剪切机变频器，用于驱动剪刃升降机构，完成带钢剪切；
控制算法具体如下：
1)首先，根据送料长度Lfeed、速度斜波时间Tramp、线速度最大值VLmax、速度斜波系数K1确定每个系统扫描周期剪切机速度变化量SSstep；
2)然后将SSstep的积分值SSrge与剪切机速度设定值SSset进行比较，比较结果确定积分方向，使SSrge不断向剪切速度设定值SSset靠近；
3)最后，经过剪切机速度限幅后得到剪切机速度设定计算值SSlim(单位：次/min)，及百分比标定后得到剪切机速度设定计算值SCset(单位：％)。
相关计算公式如下：
Figure BDA0002335422560000021
SSrge(n)＝SSrge(n-1)±SSstep(n) (2)
Figure BDA0002335422560000022
式(2)中，n、n-1表示PLC扫描第n、n-1个周期。
剪切速度限幅：下限值SSlu为0，上限值SSlu随送料长度Lfeed变化而变化，之前关系为分段线性关系，即将送料长度范围划分若干区段，根据每个区段生产能力选取剪切机速度上限值SSlu。
二、所述的校平机的速度设定方法包括如下：
以剪切机速度为基础，计算校平机的速度设定，控制算法输入为活套位置设定值LOOPset(m)、活套位置实际值LOOPact(m)、剪切机速度设定计算值SSlim(次/min)、送料长度Lfeed(m)、速度换算系数K2，线速度最大值VLmax(m/min)、速度斜波时间Tramp(s)、系统扫描周期Tcyc(s)、速度平滑时间Tsmooth(s)、平滑常数Csmooth(s)；输出为校平机速度设定计算值LCset(％)，发送至校平机变频器，驱动校平辊，完成连续供料；
控制算法具体如下：
1)首先，根据剪切机速度设定计算值SSlim、送料长度Lfeed、速度换算系数K2确定校平机速度设定基准LSset(m/min)，然后根据活套位置判断校平机应该处于哪种状态(减速、恒速、升速、停车)，乘以相应活套位置系数K3及百分比标定后，得到活套控制下的校平机速度设定值LSloop(％)；
2)其次，根据速度斜波时间Tramp、系统扫描周期Tcyc确定每个系统扫描周期校平机速度的变化量LSstep，然后将LSstep的积分值LSrge与之前计算过的LSloop进行比较，比较结果确定积分方向，使LSrge不断向LSloop靠近，最后经过平滑功能后得到校平机速度设定计算值LCset。
相关计算公式如下：
LSset＝SSlim×Lfeed×K2 (4)
Figure BDA0002335422560000031
Figure BDA0002335422560000032
LSrge(n)＝LSrge(n-1)±LSstep(n) (7)
Figure BDA0002335422560000033
LCset(n)＝LCset(n-1)+LSsmooth(n)(9)
式(7)、(8)、(9)中，n、n-1表示PLC扫描第n、n-1个周期。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明根据机组运行参数，自动计算校平机和剪切机的速度设定，实现连续工作的校平机和间歇进给的剪切机之间的带钢供需平衡。
附图说明
图1为本发明的剪切机的速度设定控制原理图；
图2为本发明的校平机的速度设定控制原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法，包括：剪切机的速度设定方法和校平机的速度设定方法。
1、剪切机的速度设定：
剪切机速度是生产线的基准速度，控制原理如图1所示，输入为送料长度Lfeed(m)、速度斜波时间Tramp(s)、线速度最大值VLmax(m/min)、速度斜波系数K1、剪切机速度设定值SSset(次/min)、剪切机速度最大值SSmax(次/min)；输出为剪切机速度设定计算值SCset(％)，发送至剪切机变频器，用于驱动剪刃升降机构，完成带钢剪切。
首先，根据送料长度Lfeed、速度斜波时间Tramp、线速度最大值VLmax、速度斜波系数K1确定每个系统扫描周期剪切机速度变化量SSstep，然后将SSstep的积分值SSrge与剪切机速度设定值SSset进行比较，比较结果确定积分方向，使SSrge不断向剪切速度设定值SSset靠近。最后，经过剪切机速度限幅，及百分比标定后得到剪切机速度设定计算值SCset。
相关计算公式如下：
Figure BDA0002335422560000041
SSrge(n)＝SSrge(n-1)±SSstep(n) (2)
Figure BDA0002335422560000042
式(2)中，n、n-1表示PLC扫描第n、n-1个周期。
剪切速度限幅说明：如图1所示，下限值SSlu为0，上限值SSlu随送料长度Lfeed变化而变化，之前关系为分段线性关系，即将送料长度范围划分若干区段，根据每个区段生产能力选取剪切机速度上限值SSlu。
2、校平机的速度设定：
以剪切机速度为基础，计算校平机的速度设定，控制原理如图2所示，输入为活套位置设定值LOOPset(m)、活套位置实际值LOOPact(m)、剪切机速度设定计算值SSlim(次/min)、送料长度Lfeed(m)、速度换算系数K2，线速度最大值VLmax(m/min)、速度斜波时间Tramp(s)、系统扫描周期Tcyc(s)、速度平滑时间Tsmooth(s)、平滑常数Csmooth(s)；输出为校平机速度设定计算值LCset(％)，发送至校平机变频器，驱动校平辊，完成连续供料。
首先，根据剪切机速度设定计算值SSlim、送料长度Lfeed、速度换算系数K2确定校平机速度设定基准LSset(m/min)，然后根据活套位置判断校平机应该处于哪种状态(减速、恒速、升速、停车)，乘以相应系数及百分比标定后，得到活套控制下的校平机速度设定值LSloop(％)。
其次，根据速度斜波时间Tramp、系统扫描周期Tcyc确定每个系统扫描周期校平机速度的变化量LSstep，然后将LSstep的积分值LSrge与之前计算过的LSloop进行比较，比较结果确定积分方向，使LSrge不断向LSloop靠近，最后经过平滑功能后得到校平机速度设定计算值LCset。
相关计算公式如下：
LSset＝SSlim×Lfeed×K2 (4)
Figure BDA0002335422560000051
Figure BDA0002335422560000052
LSrge(n)＝LSrge(n-1)±LSstep(n) (7)
Figure BDA0002335422560000053
LCset(n)＝LCset(n-1)+LSsmooth(n) (9)
式(7)、(8)、(9)中，n、n-1表示PLC扫描第n、n-1个周期。
3、参数设定：
速度斜波时间Tramp：5～9，单位：s；
速度平滑时间Tsmooth：0.3～0.7，单位：s；
系统扫描周期Tcyc：0.03～0.05，单位：s；
平滑常数Csmooth：0.00012～0.00018；
速度斜波系数K1：0.006～0.010；
速度换算系数K2：1.02～1.08。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (2)

1.一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法，其特征在于，包括：剪切机的速度设定方法和校平机的速度设定方法；校平机的速度设定方法以剪切机速度为基础，计算校平机的速度设定；
所述剪切机的速度设定方法包括如下：
剪切机速度是生产线的基准速度，控制算法是以下述为输入变量，包括：送料长度Lfeed(m)、速度斜波时间Tramp(s)、线速度最大值VLmax(m/min)、速度斜波系数K1、剪切机速度设定值SSset(次/min)、剪切机速度最大值SSmax(次/min)；以下述为输出变量，包括：剪切机速度设定计算值SCset(％)；发送至剪切机变频器，用于驱动剪刃升降机构，完成带钢剪切；
控制算法具体如下：
1)首先，根据送料长度Lfeed、速度斜波时间Tramp、线速度最大值VLmax、速度斜波系数K1确定每个系统扫描周期剪切机速度变化量SSstep；
2)然后将SSstep的积分值SSrge与剪切机速度设定值SSset进行比较，比较结果确定积分方向，使SSrge不断向剪切速度设定值SSset靠近；
3)最后，经过剪切机速度限幅后得到剪切机速度设定计算值SSlim，单位：次/min，及百分比标定后得到剪切机速度设定计算值SCset，单位：％；
相关计算公式如下：
Figure FDA0002335422550000011
SSrge(n)＝SSrge(n-1)±SSstep(n) (2)
Figure FDA0002335422550000012
式(2)中，n、n-1表示PLC扫描第n、n-1个周期；
剪切速度限幅：下限值SSlu为0，上限值SSlu随送料长度Lfeed变化而变化，之前关系为分段线性关系，即将送料长度范围划分若干区段，根据每个区段生产能力选取剪切机速度上限值SSlu。
2.根据权利要求1所述的一种用于开卷剪切线的生产速度设定的方法，其特征在于，所述的校平机的速度设定方法包括如下：
以剪切机速度为基础，计算校平机的速度设定，控制算法输入为活套位置设定值LOOPset(m)、活套位置实际值LOOPact(m)、剪切机速度设定计算值SSlim(次/min)、送料长度Lfeed(m)、速度换算系数K2，线速度最大值VLmax(m/min)、速度斜波时间Tramp(s)、系统扫描周期Tcyc(s)、速度平滑时间Tsmooth(s)、平滑常数Csmooth(s)；输出为校平机速度设定计算值LCset(％)，发送至校平机变频器，驱动校平辊，完成连续供料；
控制算法具体如下：
1)首先，根据剪切机速度设定计算值SSlim、送料长度Lfeed、速度换算系数K2确定校平机速度设定基准LSset(m/min)，然后根据活套位置判断校平机应该处于哪种状态(减速、恒速、升速、停车)，乘以相应活套位置系数K3及百分比标定后，得到活套控制下的校平机速度设定值LSloop(％)；
2)其次，根据速度斜波时间Tramp、系统扫描周期Tcyc确定每个系统扫描周期校平机速度的变化量LSstep，然后将LSstep的积分值LSrge与之前计算过的LSloop进行比较，比较结果确定积分方向，使LSrge不断向LSloop靠近，最后经过平滑功能后得到校平机速度设定计算值LCset；
相关计算公式如下：
LSset＝SSlim×Lfeed×K2 (4)
Figure FDA0002335422550000021
Figure FDA0002335422550000022
LSrge(n)＝LSrge(n-1)±LSstep(n) (7)
Figure FDA0002335422550000023
LCset(n)＝LCset(n-1)+LSsmooth(n) (9)
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