CN112015137B - 基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法及系统 - Google Patents

基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法及系统，该方法如下：S1、在判断篦床各列均处于冲程起始位置时，基于篦床启动指令，篦床的各列进入启动等待程序；S2、在启动等待程序结束后，篦床开始当前冲程，即依次执行如下动作：前进运行，后退等待，后退运行，前进等待，在前进等待程序结束后，篦床完成了当前的冲程，进入下一冲程，直至完成设定的冲程数量。基于设定的冲程数和冲程长度实现篦床运动轨迹的自匹配，极大程度上的减少了人工干预，有利于篦冷机系统运行效率的提高。

Description

基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法及系统
技术领域
本发明属于篦床控制技术领域，提供了一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法及系统。
背景技术
篦冷机是水泥熟料生产过程中必不可少的重要装备，篦冷机系统运行质量的优劣直接影响整个水泥生产线产能的提高。随着水泥生产装备技术的不断发展，由第三代篦床升级到了第四代篦床，对篦冷机系统的运行效率及系统控制方式也提出了新的要求，现有的篦床控制过程人工干预多，不利于篦冷机系统运行效率的提高。
发明内容
本发明提供了一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，基于冲程数和冲程长度实现篦床运动轨迹的自匹配。
本发明是这样实现的，一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、在判断篦床各列均处于冲程起始位置时，基于篦床启动指令，篦床的各列进入启动等待程序，在启动等待程序结束后，执行步骤S2，
S2、篦床开始当前冲程，即依次执行如下动作：
21)前进运行：篦床各列按照篦床的预设速度开启向前运动，运动设定冲程长度后停止在冲程终止位置；
22)后退等待：篦床各列进入后退等待程序；
23)后退运行：在后退等待程度结束后，基于设定的后退次序控制篦床各列依次后退，后退至冲程起始位置，
24)前进等待：当篦床各列都后退至冲程起始位置时，进入前进等待程序；
25)在前进等待程序结束后，篦床完成了当前的冲程，进入下一冲程，直至完成设定的冲程数量。
进一步的，控制篦床各列处于冲程起始位置的方法具体如下：
基于篦床启动指令，检测篦床各列是否均处于冲程起始位置，若检测结果为否，则向未处于冲程起始位置的列发出后退指令，未处于冲程起始位置的列基于后退指令后退，直至该列处于冲程起始位置或者是冲程起始位置允许的距离偏差范围内，则判定篦床所有列均处冲程起始位置。
进一步的，篦床各列是否处于冲程起始位置的检测方法具体如下：
篦床各列在冲程起始位置处均设有限位开关，若篦床各列的限位开关均捡的，则篦床的所有列均已经位于冲程起始位置，若存在限位开关未捡的，则未捡的限位开关对应列未处于冲程起始位置。
进一步的，篦床所有列在前进运行程序中的运行时间为S1*，S1*的计算公式具体如下：
S1*＝S1×R/100；
S1＝60/F-S31-S4-S2-S32；
F为设定的冲程数量，S31为启动等待时长的设定值，S4为后退等待时长的设定值，S2为后退运行时长的设定值，S32为前进等待时长的设定值，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置。
进一步的，篦床所有列在后退等待程序中的运行时间为S4*，S4*的计算公式具体如下：
S4*＝S4+S1×(1-R/100)；
S4＝S2×(nb-nbmin)；
nb为当前列的后退顺序值，nbmin为后退顺序的最小值，S1为前进运行时长的设定值，S2为后退运行时长的设定值，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置。
进一步的，篦床所有列在后退运行程序中的运行时间为S2*，S2*的计算公式具体如下：
S2*＝S2×R/100；
若Xset/(60/F-S31)/6>195，则S2＝Xset/195，否则，S2＝(60/F-S31)/6；
Xset为冲程长度设定值，F为设定的冲程数量，S31为启动等待时长，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置。
进一步的，篦床所有列在前进等待程序的等待时长为S32*，S32*的计算公式具体如下：
S32*＝S32+S2×(1-R/100)；
S32＝S2×(nbmax-nb)；
nb为后退顺序值，nbmax为后退顺序值的最大值，S2为后退运行时间的设定值，S2为后退运行时长的设定值，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置。
进一步的，后退运行由快速后退及慢速后退两个部分组成，在后退等待程序结束后，进行快速后退，此时处于后退运行的各列以较大的速度后退，在快速后退结束后，进入慢速后退运行，此时处于后退运行的各列以较小的速度后退直至达到冲程起始位置。
进一步的，快速后退的后退速度值为：200mm/s，慢速后退的速度为：VS2＝(Xt-X0)/(S2-S5)，Xt为当前冲程位置，X0为冲程起始位置冲程起始位置。
进一步的，在篦床的前进运行初期及后退运行后期分别加入加速系数及减速系数，加速系数逐步增大，减速系数逐步减小，使得对应的比列调节阀在启动和停止过程能够缓慢进行，从而降低篦床的抖动现象。
本发明是这样实现的，一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配系统，该系统包括：
主站及远程站，主站用于控制液压站，远程站基于所述基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自动空控制方法来控制篦床的运动。
进一步的，主站与远程站采用硬线及profiNet通讯进行数据的交互。
本发明提出的篦床运动轨迹控制方法是基于设定的冲程数和冲程长度实现篦床运动轨迹的自匹配，极大程度上的减少了人工干预，有利于篦冷机系统运行效率的提高。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法流程图；
图2为本发明实施例提供篦床往复行程示意图；
图3为本发明实施例提供篦床行程-时间示意图；
图4为本发明实施例提供的篦床各列运行时序示意图；
图5为本发明实施例二提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明实施例一提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、在判断篦床各列均处于冲程起始位置时，基于篦床启动指令，篦床的各列进入启动等待程序，在启动等待程序结束后，执行步骤S2，
S2、篦床开始当前冲程，即依次执行如下动作：
21)前进运行：篦床各列按照篦床的预设速度开启向前运动，运动设定冲程长度后停止在冲程终止位置；
22)后退等待：篦床各列进入后退等待程序；
23)后退运行：在后退等待程度结束后，基于设定的后退次序控制篦床各列依次后退，后退至冲程起始位置，
24)前进等待：当篦床各列都后退至冲程起始位置时，进入前进等待程序；
25)在前进等待程序结束后，篦床完成了当前的冲程，进入下一冲程，即执行步骤S2，直至完成设定的冲程数量。
在本发明实施例中，结合图2及图3对实施例一记载的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自动空控制方法做出详细的说明，说明具体如下：
在接收到起床启动指令后，先检测篦床的所有列是否都处于篦床等待位，只有篦床的所有列都位于篦床等待位时，篦床各列开始进入启动等待程序，
启动等待程序的等待时长称为启动等待时长，启动等待时长为一设定值，用S31来表示，在启动等待程序结束后，篦床各列开始进入第一个冲程，一个完整的冲程包括如下四个过程：前进运行→后退等待→后退运行→前进等待，篦床基于上述四个过程不停的做往复运动，下面针对上述四个过程做出详细的说明：
1)前进运行
在前进运行过程中，前进运行速度VS1为：冲程设定值Xset与前进运行时长设定值S1的比值，即VS1＝Xset/S1，前进运行时长的设定值用S1表示，前进运行时长的比率运算值用S1*表示，篦床所有列在前进运行程序中的运行时间为S1*，其中，
S1＝60/F-S31-S4-S2-S32；其中，F为设定的冲程数量，S31为启动等待时长的设定值，S4为后退等待时长的设定值，S2为后退运行时长的设定值，S32为前进等待时长的设定值；
S1*＝S1×R/100，其中R为设定的比率值，取值为当前列的冲程与冲程设定值的比值；
在篦床的所有列都前进至冲程终止位置时，篦床所有列进入后退等待程序；
2)后退等待
在后退等待过程的等待时间成为后退等待时长，后退等待时长用S4表示，后退等待时长间的比率运算值用S4*表示，篦床所有列在后退等待程序中的运行时间为S4*，其中，
S4＝S2×(nb-nbmin)，其中，nb为当前列的后退顺序值，nbmin为后退顺序的最小值，其取值一般为1，S2为后退运行时长的设定值；
S4*＝S4+S1×(1-R/100)，其中，S1为前进运行时长的设定值，R为设定的比率值，取值为当前列的冲程与冲程设定值的比值；
在后退等待时长达到S4*时，进入后退运行程序；
3)后退运行
在后退运行过程中，后退进运行时长的设定值用S2表示，后退运行时长的比率运算值用S2*表示，篦床所有列在后退运行程序中的运行时间为S2*，
如果Xset/(60/F-S31)/6>195，则S2＝Xset/195，否则，S2＝(60/F-S31)/6，其中，
Xset为设定的冲程长度，F为设定的冲程数量，S31为启动等待时长；
S2*＝S2×R/100，其中R为设定的比率值，取值为当前列的冲程与冲程设定值的比值；
在篦床的所有列都后退至冲程起始位置时，篦床所有列进入前进等待程序；
4)前进等待
前进等待程序的前进等待时长称为前进等待时长，前进等待时长的设定值用S32表示，前进等待时长的比率运算值用S32*表示，篦床所有列在前进等待程序的等待时长为S32*，其中，
S32＝S2×(nbmax-nb)，其中，nb为当前列的后退顺序值，nbmax为后退顺序值的最大值，S2为后退运行时间的设定值；
S32*＝S32+S2×(1-R/100)，S2为后退运行时长的设定值，R为设定的比率值，取值为当前列的冲程与冲程设定值的比值。
在本发明实施例中，后退运行时长的设定值，前进运行时长的设定值，前进等待时长的设定值及后退等待时长设定值均是基于冲程设定值来进行计算的，后退运行时长的比率运算值，前进运行时长的比率运算值，后退等待时长的比率运算值，前进等待行时长的比率运算值就是基于设定的比率值R计算出来的，比率值R是基于当前列的冲程与冲程设置值的比值进行设置。
本发明实施例以9列篦床同时运行为例进行说明，一共分为3组，1列、4列、7列为第一组；2列、5列、8列为第二组；3列、6列及9列为第三组，三组的冲程设定值可能不一样，假定冲程设定值为6000mm，第一组的冲程为4200mm，第二组的冲程为48000mm，第三组的冲程为3000mm，则第一组的设定比率值为R＝0.7，第二组的设定比率值为R＝0.8，第三组的设定比率值R＝0.5。
在启动等待程序中，1至9列均处于启动等待状态，在启动等待程序结束后，篦床的9列同步向前运行至冲程终止位置，之后9列均进入后退等待程序，后退等待程序结束后，指定2列、5列及8列同步后退至冲程起始位置，之后1列、4列及7列同步后退至冲程起始位置，之后3列、6列及9列同步后退至冲程起始位置，后退运行结束，1至9列均进入前进等待程序，前进等待程序结束后，完整的执行了整个冲程，其过程示意图见图4。
图5为本发明实施例二提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、基于篦床启动指令，检测篦床各列是否均处于冲程起始位置，若检测结果为是，则执行步骤S3，若检测结果为否，则执行步骤S2；
各列是否处于冲程起始位置的检测方法为：
在冲程起始位置处设有限位开关，若篦床各列的限位开关均捡的，则说明篦床的所有列均已经位于冲程起始位置，若存在限位开关未捡的，说明该列未处于冲程起始位置，若基于后退指令，该列无法后退至冲程起始位置或者是冲程起始位置允许的距离偏差范围，则说明篦床出现故障，发出故障
S2、向未处于冲程起始位置的列发出后退指令，未处于冲程起始位置的列基于后退指令执行后退操作，直至该列处于冲程起始位置或者是冲程起始位置允许的距离偏差范围(X0～10mm)，则判定篦床所有列均处于篦床起位置；
S3、篦床开始当前冲程，即依次执行如下动作：
31)前进运行：篦床各列按照篦床的预设速度开启向前运动，运动设定冲程长度后停止在冲程终止位置；
32)后退等待：篦床各列进入后退等待程序；
33)后退运行：在后退等待程度结束后，基于设定的后退次序控制篦床各列依次后退，后退至冲程起始位置，
34)前进等待：当篦床各列都后退至冲程起始位置时，进入前进等待程序，
35)在前进等待程序结束后，篦床完成了当前的冲程，进入下一冲程，即执行步骤S3，直至完成设定的冲程数量。
本发明实施例三提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自动空控制方法具体如下：
在实施例一及实施例二中的后退运行过程中，后退运行过程由快速后退及慢速后退两个部分组成，在后退等待程序结束后，先进行快速后退，此时处于后退运行的各列以较大的速度后退，实现快速后退，在快速后退结束后，进入慢速后退运行，此时处于后退运行的各列以较小的速度后退，后退速度较慢，直至达到冲程起始位置；
在本发明实施例中，快速后退的后退速度值为：200mm/s，快速后退的后退时长称为快速后退时长，快速后退时长用S5表示，S5为一设定值，慢速后退的后退时长称为慢速后退时长，慢速后退时长为(S2-S5)，慢速后退的速度为：VS2＝(Xt-X0)/(S2-S5)，Xt为当前冲程位置，X0为冲程的起始位置，即为冲程起始位置。
本发明实施例四提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自动空控制方法具体如下：
在实施例一、实施例二及实施例三的基础上，在篦床的前进运行初期及后退运行后期分别加入加速系数及减速系数，加速系数逐步增大，如加速系数从0加至0.333，从0.333加至0.666，从0.666加至1.0，使得对应的比列调节阀在开启过程能够缓慢进行，从而降低篦床的抖动现象，减速系数逐步减小，从1.0减至0.666，从0.666减至0.333，从0.333降至0.使得对应的比列调节阀在停止过程能够缓慢进行，从而降低篦床的抖动现象。
本发明提出的篦床运动轨迹控制方法是基于设定的冲程数和冲程长度实现篦床运动轨迹的自匹配，极大程度上的减少了人工干预，有利于篦冷机系统运行效率的提高。
本发明实施例提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配系统包括：
主站及远程站，主站用于控制液压站，远程站上设置有基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配装置，基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配装置基于设定的冲程数量及冲程长度来自匹配篦床列的轨迹运动，其控制方法见实施例一、实施例二、实施例三及实施例四提供的基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法。
在本发明实施例中，为了保证远程站与主站时间数据交换的安全性，主站与远程站采用硬线及profiNet通讯进行数据的交互，优先使用profiNet通讯进行数据的交互，在profiNet通讯故障时，采用硬线进行数据的交互。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、在判断篦床各列均处于冲程起始位置时，基于篦床启动指令，篦床的各列进入启动等待程序；
S2、在启动等待程序结束后，篦床开始当前冲程，即依次执行如下动作：
21）前进运行：篦床各列按照篦床的预设速度开启向前运动，运动设定冲程长度后停止在冲程终止位置；
22）后退等待：篦床各列进入后退等待程序；
23）后退运行：在后退等待程度结束后，基于设定的后退次序控制篦床各列依次后退，后退至冲程起始位置；
24）前进等待：当篦床各列都后退至冲程起始位置时，进入前进等待程序；
25）在前进等待程序结束后，篦床完成了当前的冲程，进入下一冲程，直至完成设定的冲程数量；
篦床所有列在前进运行程序中的运行时间为S1*，S1*的计算公式具体如下：
S1*=S1×R/100；
S1=60/F-S31-S4-S2-S32；
F为设定的冲程数量，S31为启动等待时长的设定值，S4为后退等待时长的设定值，S2为后退运行时长的设定值，S32为前进等待时长的设定值，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置；
篦床所有列在后退等待程序中的运行时间为S4*，S4*的计算公式具体如下：
S4*=S4+S1×(1-R/100)；
S4=S2×(nb-nbmin)；
nb为当前列的后退顺序值，nbmin为后退顺序的最小值，S1为前进运行时长的设定值，S2为后退运行时长的设定值，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置；
篦床所有列在后退运行程序中的运行时间为S2*，S2*的计算公式具体如下：
S2*=S2×R/100；
若Xset/(60/F-S31)/6>195，则S2=Xset/195，否则，S2=(60/F-S31)/6；
Xset为冲程长度设定值，F为设定的冲程数量，S31为启动等待时长，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置；
篦床所有列在前进等待程序的等待时长为S32*， S32*的计算公式具体如下：
S32*=S32+S2×(1-R/100)；
S32=S2×(nbmax-nb) ；
nb为后退顺序值，nbmax为后退顺序值的最大值，S2为后退运行时间的设定值，S2为后退运行时长的设定值，R为设定的比率值，基于当前列的冲程与冲程设定值的比值进行设置。
2.基于权利要求1所述基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，其特征在于，控制篦床各列处于冲程起始位置的方法具体如下：
基于篦床启动指令，检测篦床各列是否均处于冲程起始位置，若检测结果为否，则向未处于冲程起始位置的列发出后退指令，未处于冲程起始位置的列基于后退指令后退，直至该列处于冲程起始位置或者是冲程起始位置允许的距离偏差范围内，则判定篦床所有列均处于冲程起始位置。
3.基于权利要求2所述基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，其特征在于，篦床各列是否处于冲程起始位置的检测方法具体如下：
篦床各列在冲程起始位置处均设有限位开关，若篦床各列的限位开关均捡的，则篦床的所有列均已经位于冲程起始位置，若存在限位开关未捡的，则未捡的限位开关对应列未处于冲程起始位置。
4.如权利要求1所述基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，其特征在于，后退运行由快速后退及慢速后退两个部分组成，在后退等待程序结束后，进行快速后退，此时处于后退运行的各列以较大的速度后退，在快速后退结束后，进入慢速后退运行，此时处于后退运行的各列以较小的速度后退直至达到冲程起始位置；快速后退的后退速度值为：200mm/s，慢速后退的速度为：VS2=（Xt-X0）/（S2-S5），Xt为当前冲程位置，X0为冲程起始位置，S5表示快速后退时长。
5.如权利要求1所述基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配方法，其特征在于，在篦床的前进运行初期及后退运行后期分别加入加速系数及减速系数，加速系数逐步增大，减速系数逐步减小，使得对应的比列调节阀在启动和停止过程能够缓慢进行，从而降低篦床的抖动现象。
6.一种基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自匹配系统，其特征在于，该系统包括：
主站及远程站，主站用于控制液压站，远程站基于权利要求1至权利要求5所述的任一权利要求所述基于冲程数和冲程长度的篦床运动轨迹自动空控制方法来控制篦床的运动；
主站与远程站采用硬线及profiNet通讯进行数据的交互。
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