CN111729936B - 一种无缝钢管切头控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无缝钢管切头控制方法及装置，所述的方法包括：分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值；获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值；将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制。将当前轧制钢管的咬钢时间、抛钢时间的实际值作为反馈，获取修正值，有效的抑制扰动的影响，能够补偿理论计算的偏差，提高系统抗干扰能力和控制精度，提高钢管头尾到达时间和实际到达时间的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制领域，特别是涉及一种无缝钢管切头控制方法及装置。
背景技术
在无缝钢管的制造领域，尤其在无缝钢管张力减径过程中通常采用钢管头尾增厚段切损控制(Crop End Control,简称CEC)技术，张力减径过程中，管端切头尾控制是通过增大作用在钢管的头部和尾部增厚段上的相邻机架的速度差，由此产生较大附加张力使增厚段缩短，提高钢管的成材率。管端切头尾控制的关键是将合适的附加张力施加在预定的钢管头尾位置上，通过安装在机架入口的检测器和工艺参数进行位置预测，由于在实际的CEC执行过程易受到很多类似摩擦力或输送速度不一致等很多不可知的因素干扰，造成理论计算的钢管头尾到达时间和实际到达时间不符，直接影响到模型执行的准确性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无缝钢管切头控制方法及装置，用于解决现有技术中钢管头尾到达时间和实际到达时间不符的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无缝钢管切头控制方法，包括：
分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值；
获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值；
将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；
根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制。
可选的，分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值的步骤包括：在机架的入口处设置位置传感器，获取当前轧制钢管的咬钢时间起点和抛钢时间起点，并根据各个机架的电机的转速变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值。
可选的，根据各个机架的电机的转速变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值的步骤包括：当机架中的电机的反馈转矩波形经历下降、上升、稳定波形时，或者，当电机的反馈转矩波形经历上升、稳定波形时，判断所述当前轧制钢管的状态为咬钢，并确定咬钢时间的实际值；当电机的反馈转矩波形经历稳定、空载时，判断所述当前轧制钢管的状态为抛钢，并确定抛钢时间的实际值。
可选的，所述滤波降噪处理的步骤包括：将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值取加权平均值，并作为修正值。
可选的，根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值的步骤包括：当首台机架处于轧制钢管的状态时，获取首台机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取首台机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，并计算首台机架的偏差值。
可选的，根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值的步骤包括：当各个机架都处于轧制钢管的状态时，分别获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，并计算各个机架的实际值与理论值的平均差值作为偏差值。
可选的，根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值的步骤包括：当各个机架都处于轧制钢管的状态时，分别获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，确定咬钢时间的实际值与理论值的最大差值或者抛钢之间的实际值与理论值的最大差值，并作为偏差值。
可选的，所述位置传感器包括光电开关，当获取所述位置传感器的上升沿信号时，确定为所述咬钢时间起点，当获取所述位置传感器的下降沿信号时，确定为所述抛钢时间起点。
一种无缝钢管张力减径控制装置，包括：多个机架，用于对当前轧制钢管进行张力减径；采集模块，用于分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值，将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；控制模块，用于根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制。
可选的，在机架的入口处设置位置传感器，获取当前轧制钢管的咬钢时间起点和抛钢时间起点，并根据各个机架的电机的转速变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值。
如上所述，本发明的无缝钢管切头控制方法及装置，具有以下有益效果：
将当前轧制钢管的咬钢时间、抛钢时间的实际值作为反馈，获取修正值，有效的抑制扰动的影响，能够补偿理论计算的偏差，提高系统抗干扰能力和控制精度，提高钢管头尾到达时间和实际到达时间的精确性。
附图说明
图1显示为本发明实施例的无缝钢管切头控制方法的流程示意图。
图2显示为本发明实施例的机架结构示意图。
图3显示为本发明实施例的一咬钢状态的示意图。
图4显示为示意图实施例的另一咬钢状态的示意图。
图5显示为本发明实施例的无缝钢管张力减径控制装置的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1和图2，本发明提供一种无缝钢管切头控制方法，包括：
S1：分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值；
S2：获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值；
S3：将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；
S4：根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制。将当前轧制钢管的咬钢时间、抛钢时间的实际值作为反馈，获取修正值，有效的抑制扰动的影响，能够补偿理论计算的偏差，提高系统抗干扰能力和控制精度，提高钢管头尾到达时间和实际到达时间的精确性。
在一些实施过程中，分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值的步骤包括：在机架的入口处设置位置传感器，获取当前轧制钢管的咬钢时间起点和抛钢时间起点，并根据各个机架的电机的转速变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值。
请参阅图3和图4，根据各个机架的电机的转速变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值的步骤包括：由于头部CEC降速的存在，当咬钢时间滞后于CEC降速时，机架中的电机的反馈转矩波形经历下降、上升、稳定波形时(请参阅图3)，或者，当咬钢时间超前CEC降速时，电机的反馈转矩波形经历上升、稳定波形时(请参阅图4)，判断所述当前轧制钢管的状态为咬钢，并确定咬钢时间的实际值；由于需要补偿尾部CEC降速转矩，当电机的反馈转矩波形经历稳定、空载时，判断所述当前轧制钢管的状态为抛钢，并确定抛钢时间的实际值。
在一些实施过程中，所述滤波降噪处理的步骤包括：将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值取加权平均值，并作为修正值，该修正值为动态值，采用动态的修正值既降低了直接使用当前轧制管偏差修正下一支管带来的扰动风险，又体现了最近轧制批次钢管的变化趋势。
在一些实施过程中提供三种偏差值的模式，例如，首机架模式：当首台机架处于轧制钢管的状态时，获取首台机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取首台机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，并计算首台机架的偏差值。例如，中值模式：当各个机架都处于轧制钢管的状态时，分别获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，并计算各个机架的实际值与理论值的平均差值作为偏差值。又例如，最大偏差值模式：当各个机架都处于轧制钢管的状态时，分别获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，确定咬钢时间的实际值与理论值的最大差值或者抛钢之间的实际值与理论值的最大差值，并作为偏差值。
在一些实施过程中，所述位置传感器包括光电开关，当获取所述位置传感器的上升沿信号时，确定为所述咬钢时间起点，当获取所述位置传感器的下降沿信号时，确定为所述抛钢时间起点。
请参阅图5，本发明还提供一种无缝钢管张力减径控制装置，包括：
机架模块，包括多个机架，用于对当前轧制钢管进行张力减径；
采集模块，用于分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值，将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；
控制模块，用于根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制。
进一步地，在机架的入口处设置位置传感器，获取当前轧制钢管的咬钢时间起点和抛钢时间起点，并根据各个机架的电机的转速变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种无缝钢管切头控制方法，其特征在于，包括：
分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值；
获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值；
将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；
根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制；
分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值的步骤包括：在机架的入口处设置位置传感器，获取当前轧制钢管的咬钢时间起点和抛钢时间起点，并根据各个机架的电机的转矩变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值；
根据各个机架的电机的转矩变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值的步骤包括：当机架中的电机的反馈转矩波形经历下降、上升、稳定波形时，或者，当电机的反馈转矩波形经历上升、稳定波形时，判断所述当前轧制钢管的状态为咬钢，并确定咬钢时间的实际值；当电机的反馈转矩波形经历稳定、空载时，判断所述当前轧制钢管的状态为抛钢，并确定抛钢时间的实际值；
所述滤波降噪处理的步骤包括：将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值取加权平均值，并作为修正值。
2.根据权利要求1所述的无缝钢管切头控制方法，其特征在于，根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值的步骤包括：当首台机架处于轧制钢管的状态时，获取首台机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取首台机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，并计算首台机架的偏差值。
3.根据权利要求1所述的无缝钢管切头控制方法，其特征在于，根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值的步骤包括：当各个机架都处于轧制钢管的状态时，分别获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，并计算各个机架的实际值与理论值的平均差值作为偏差值。
4.根据权利要求1所述的无缝钢管切头控制方法，其特征在于，根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值的步骤包括：当各个机架都处于轧制钢管的状态时，分别获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，并获取各个机架的咬钢时间和抛钢时间的理论值，确定咬钢时间的实际值与理论值的最大差值或者抛钢之间的实际值与理论值的最大差值，并作为偏差值。
5.根据权利要求1所述的无缝钢管切头控制方法，其特征在于，所述位置传感器包括光电开关，当获取所述位置传感器的上升沿信号时，确定为所述咬钢时间起点，当获取所述位置传感器的下降沿信号时，确定为所述抛钢时间起点。
6.一种无缝钢管张力减径控制装置，其特征在于，包括：
机架模块，包括多个机架，用于对当前轧制钢管进行张力减径；
采集模块，用于分别采集当前轧制钢管在各个机架的咬钢时间和抛钢时间的实际值，获取所述咬钢时间和所述抛钢时间的理论值，并根据所述理论值与所述实际值确定各个机架的偏差值，将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值进行滤波降噪处理，并获取修正值；将所述当前轧制钢管的偏差值与多支历史轧制钢管的偏差值取加权平均值，并作为修正值；
控制模块，用于根据所述修正值对下一支轧制钢管进行切头控制。
7.根据权利要求6所述的无缝钢管张力减径控制装置，其特征在于，在机架的入口处设置位置传感器，获取当前轧制钢管的咬钢时间起点和抛钢时间起点，并根据各个机架的电机的转矩变化来确定咬钢时间和抛钢时间的实际值。
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