CN113275383B - 卷取机助卷辊卷取控制方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷取机助卷辊卷取控制方法、装置和电子设备，该方法包括：响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业；实时获取助卷辊的状态；根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上；响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业。通过在助卷过程中，根据助卷辊的状态选择不同的卷取控制模式，确保助卷辊在不同设备状态下快速准确的切换至合理的控制模式，确保卷形质量和有效保护设备；且切换过程自动执行不需要人工干预，避免了手动调整的滞后性和不规范性，保证带钢卷取的稳定性并且有效降低劳动强度。

Description

卷取机助卷辊卷取控制方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及钢带卷取技术领域，尤其涉及一种卷取机助卷辊卷取控制方法、装置和电子设备。

背景技术

热轧卷取机是热轧生产线上最重要的设备之一，卷取机的正常运行以及高效工作的前提是具有先进、稳定的自动化控制系统。在带钢卷取开始时，助卷辊帮助弯曲带钢，并使带钢紧紧缠绕上卷筒，辅助卷取机带钢建立张力并顺利成卷。助卷辊的控制是否到位，直接影响卷取效果。

目前，助卷辊卷取方式一般分为3种，即压力闭环控制模式(恒压力方式)、位置闭环控制模式(连续打开)和踏步控制模式(压力和位置控制)。卷取过程中，由操作人员根据设备状态选择适宜的卷取方式。然而，操作人员难以全面直观地判断设备状态，不能快速选择合适的操作模式。若操作人员对异常状态的发现不及时、或操作不规范，极易出现批量的卷形不良现象和设备损耗过快问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种卷取机助卷辊卷取控制方法、装置和电子设备。技术方案如下：

第一方面，本实施例提供了一种卷取机助卷辊卷取控制方法，包括：响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业；实时获取助卷辊的状态；根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使所述助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上；响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业。

可选地，所述助卷辊的状态包括：伺服阀响应、油压、磁尺反馈、设备间隙。

可选地，根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：若所述助卷辊的各项状态数据均无异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式。

可选地，根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：若伺服阀响应异常或设备间隙异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式。

可选地，根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：响应于用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作，将所述助卷辊的卷取方式切换至用户选择的控制模式。

可选地，根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：若油压状态异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式。

可选地，根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：若磁尺反馈异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式。

可选地，根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：若油压状态异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持位置闭环控制模式；以及，若磁尺反馈异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持压力闭环控制模式。

第二方面，本实施例提供了一种卷取机助卷辊卷取控制装置，包括：第一驱动模块，被配置为响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业；状态获取模块，被配置为实时获取助卷辊的状态；切换模块，被配置为根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使所述助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上；第二驱动模块，被配置为响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业。

第三方面，本实施例提供了一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上所述的卷取机助卷辊卷取控制方法的步骤。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明实施例中，助卷辊能在带钢头部进入时自动开始助卷，并在带钢头部卷取完成后远离卷筒结束助卷作业，自动化程度较高；且助卷过程中，根据助卷辊的状态选择卷取方式为踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式其中之一，确保助卷辊在不同设备状态下快速准确的切换至合理的控制模式，确保卷形质量和有效保护设备；且切换过程自动执行不需要人工干预，避免了手动调整的滞后性和不规范性，保证带钢卷取的稳定性并且有效降低劳动强度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的卷取机助卷辊卷取控制方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的卷取机助卷辊卷取控制方法的动态控制逻辑图；

图3为本发明一实施例提供的卷取机助卷辊卷取控制方法中各个状态条件的判断逻辑图；

图4为本发明一实施例提供卷取机助卷辊卷取控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

第一方面，本实施例提供了一种卷取机助卷辊卷取控制方法，包括：

S110，响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业。

该步骤中，钢带头部的位置可以通过热金属检测器或者红外传感器等进行检测。例如，热金属检测器可以安装在精轧末机架上，检测得到带钢通过精轧末机架的长度据此计算得到带钢头部的位置。当计算带钢头部到达设定位置后，助卷辊靠近卷筒开始助卷作业。

S120，实时获取助卷辊的状态。

助卷过程中助卷辊的控制模式由助卷辊的状态决定，通过获取助卷辊的状态，便于后续通过助卷辊的状态确定控制模式。

S130，根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上。

根据助卷辊的状态选择对应的控制模式，使得卷取过程能够根据助卷辊的状态进行调整，确保助卷辊在不同设备状态下快速准确的选择合理的控制模式，确保卷形质量和有效保护设备。

S140，响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业。

带钢头部卷取结束后，助卷辊远离卷筒结束助卷作业，使得助卷辊不对后续带钢的卷取过程产生干扰，并在下一支带刚进入后再次投入使用。

可见，本实施例提供的卷取机助卷辊卷取控制方法，助卷辊能在带钢头部进入时自动开始助卷，并在带钢头部卷取完成后远离卷筒结束助卷作业，自动化程度较高；且助卷过程中，根据助卷辊的状态选择卷取方式为踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式其中之一，确保助卷辊在不同设备状态下快速准确的切换至合理的控制模式，确保卷形质量和有效保护设备；且切换过程自动执行不需要人工干预，避免了手动调整的滞后性和不规范性，保证带钢卷取的稳定性并且有效降低劳动强度。

其中，助卷辊的状态包括：伺服阀响应、油压、磁尺反馈、设备间隙。

上述助卷辊的状态可以通过设置各类传感器获得。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述步骤S130根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

S131，若助卷辊的各项状态数据均无异常，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式。

具体的，踏步模式可以如下所示：带钢缠绕卷筒时，带钢头部即将到达助卷辊位置时，助卷辊抬起至一定高度，避让带钢头部的重叠部分后再压下，在整个头部卷取的过程中，助卷辊重复抬起和压下动作，以达到减轻头部压印缺陷的目的。

当带钢头部即将到达助卷辊时，例如，带钢头部在助卷辊之前且距助卷辊500-1200mm时，助卷辊先抬起到设定辊缝，投入位置闭环控制模式；当带钢头部通过助卷辊后，例如，带钢头部在助卷辊之后且距助卷辊0-1000mm时，助卷辊投入到压力闭环控制；两种模式不断交替，直至助卷辊退出带钢头部卷取作业。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述步骤S130根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

S132，若伺服阀响应异常或设备间隙异常，将助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式。

其中，若伺服阀响应时间小于或等于0.1s，则认为助卷辊伺服阀响应正常，反之，若伺服阀响应时间大于0.1s，则认为助卷辊伺服阀响应异常。

若助卷辊辊缝反馈小于或等于0.5倍的辊缝给定值，认为助卷辊设备间隙正常，反之，若助卷辊辊缝反馈大于0.5倍的辊缝给定值，认为助卷辊设备间隙异常。

在本实施例的一些可选的实现方式中，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

响应于用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作，将助卷辊的卷取方式切换至用户选择的控制模式。

也即，在步骤S131和S132中，助卷辊处于踏步模式或者由于伺服阀响应异常或设备间隙异常处于压力闭环控制模式时，上述两种控制模式只是作为优选的控制模式被自动选择，其它的控制模式也不会导致严重后果或者能产生不同的助卷效果，通过由操作者根据实际工况手动选择控制模式，使得操作者可以对助卷过程进行调整，可操作性更高，满足更多使用需求。

例如，各状态均正常时，助卷辊处于踏步模式下，此时操作者可以选择位置闭环控制模式或者压力闭环控制模式，使得助卷辊切换至位置闭环控制模式或压力闭环控制模式。再例如，伺服阀响应异常，助卷辊处于压力闭环控制模式时，操作者可以选择踏步模式或者位置闭环控制模式，使得助卷辊切换至踏步模式或者位置闭环控制模式。

在本实施例的一些可选的实现方式中，步骤S130根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

S133，若油压状态异常，将助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式。

其中，油压反馈未超出量程且在助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈＞0KN，认为助卷辊油压状态正常，反之，若油压反馈超出量程或者助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈小于或等于0KN，则认为油压状态异常。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述步骤S130根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

S134，若磁尺反馈异常，将助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式。

其中，若磁尺反馈在量程范围内，认为助卷辊磁尺反馈正常，反之，若磁尺反馈在量程范围外，认为助卷辊磁尺反馈异常。

其中，根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

若油压状态异常，将助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持位置闭环控制模式，也即，投入强制位置闭环控制模式；

以及，若磁尺反馈异常，将助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持压力闭环控制模式，也即，投入强制压力闭环控制模式。

在步骤S133和S134中，油压状态异常下的位置闭环控制模式为强制模式，其它控制模式可能会导致设备损坏、卷取故障等严重问题，磁尺反馈异常下的压力闭环控制模式同理，将该两种情况下的控制模式设置为不根据用户选择变动的强制模式，能够提高稳定性和安全性。

综上，本实施例提供的卷取机助卷辊卷取控制方法的动态控制逻辑图可以参见附图2。检测助卷辊动作伺服阀响应、油压状态、磁尺状态、设备间隙等都正常，助卷辊变动控制优先投入踏步模式。判断伺服阀响应和设备间隙是否正常，如果其中一项不正常，助卷辊变动控制降级投入压力闭环控制模式。判断油压状态是否正常，如果不正常，助卷辊变动控制强制投入位置闭环控制模式。判断磁尺状态是否正常，如果不正常，助卷辊变动控制强制投入压力闭环控制模式。

各个状态条件的判断逻辑图可以参见附图3。伺服阀响应≤0.1s，伺服阀响应正常，反之不正常。油压反馈≤量程，且助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈＞0KN，油压状态响应正常，反之不正常。磁尺反馈超过量程，磁尺状态正常，反之不正常。辊缝反馈≤0.5给定辊缝，设备间隙正常，反之不正常。

第二方面，本实施例提供了一种卷取机助卷辊卷取方式控制装置，包括：

第一驱动模块210，被配置为响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业。

第一驱动模块210可以为电机或者气压缸等驱动件、或者驱动件的控制器等，一般为助卷辊本身自带的硬件设备，本实施例中不再赘述。

状态获取模块220，被配置为实时获取助卷辊的状态。

状态获取模块220可以包括设置在各部位的各种传感器等，只要能获取到助卷辊的状态即可，本实施例中对此不作限定。

切换模块230，被配置为根据助卷辊的状态，将助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上。

切换模块230可以进一步包括比较单元和控制单元，比较单元用于判断助卷辊的状态，控制单元可以选择不同的控制模式控制助卷辊的状态。例如，卷取机可以配套设置有操控平台，操控平台中安装有WINCC(Windows Control Center，视窗控制中心)，通过CFC(连续功能块图)进行PLC编程控制，比较单元可以为CFC中的比较图块。

第二驱动模块240，被配置为响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业。

第二驱动模块240与第一驱动模块210可以为同一驱动件或者不同的驱动件，本实施例中对此不作限定。

上述各模块为与上述方法步骤对应的装置，各模块的具体工作原理和其具备的有益效果可以参见上述，在此不再赘述。

第三方面，本实施例提供一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上所述的卷取机助卷辊卷取控制方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种卷取机助卷辊卷取控制方法，其特征在于，包括：

响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业；

实时获取助卷辊的状态；

根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使所述助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上；

响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业；

所述助卷辊的状态包括：伺服阀响应、油压、磁尺反馈、设备间隙；

根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

若所述助卷辊的各项状态数据均无异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式；

若伺服阀响应异常或设备间隙异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式；

若油压状态异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式；

若磁尺反馈异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式；

根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，还包括：

若所述助卷辊的各项状态数据均无异常、伺服阀响应异常或设备间隙异常，响应于用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作，将所述助卷辊的卷取方式切换至用户选择的控制模式；

若油压状态异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持位置闭环控制模式；以及，若磁尺反馈异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持压力闭环控制模式；

其中，若伺服阀响应时间小于或等于0.1s，则认为助卷辊伺服阀响应正常，若伺服阀响应时间大于0.1s，则认为助卷辊伺服阀响应异常；若助卷辊辊缝反馈小于或等于0.5倍的辊缝给定值，认为助卷辊设备间隙正常，若助卷辊辊缝反馈大于0.5倍的辊缝给定值，认为助卷辊设备间隙异常；若油压反馈未超出量程且在助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈＞0KN，认为助卷辊油压状态正常，若油压反馈超出量程或者助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈小于或等于0KN，则认为油压状态异常；若磁尺反馈在量程范围内，认为助卷辊磁尺反馈正常，若磁尺反馈在量程范围外，认为助卷辊磁尺反馈异常。

2.一种卷取机助卷辊卷取控制装置，其特征在于，包括：

第一驱动模块，被配置为响应于检测到带钢头部到达设定位置，驱动助卷辊靠近卷筒开始助卷作业；

状态获取模块，被配置为实时获取助卷辊的状态；

切换模块，被配置为根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，以使所述助卷辊引导带钢头部卷取在卷筒上；

第二驱动模块，被配置为响应于检测到带钢头部卷取完成，驱动助卷辊远离卷筒结束助卷作业；

其中，所述助卷辊的状态包括：伺服阀响应、油压、磁尺反馈、设备间隙；

根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，包括：

若所述助卷辊的各项状态数据均无异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式；

若伺服阀响应异常或设备间隙异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式；

若油压状态异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式；

若磁尺反馈异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式；

根据所述助卷辊的状态，将所述助卷辊的卷取方式切换至踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式，还包括：

若所述助卷辊的各项状态数据均无异常、伺服阀响应异常或设备间隙异常，响应于用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作，将所述助卷辊的卷取方式切换至用户选择的控制模式；

若油压状态异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至位置闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持位置闭环控制模式；以及，若磁尺反馈异常，将所述助卷辊的卷取方式切换至压力闭环控制模式，且在接收到用户选择踏步模式、压力闭环控制模式或者位置闭环控制模式的操作后，保持压力闭环控制模式；

其中，若伺服阀响应时间小于或等于0.1s，则认为助卷辊伺服阀响应正常，若伺服阀响应时间大于0.1s，则认为助卷辊伺服阀响应异常；若助卷辊辊缝反馈小于或等于0.5倍的辊缝给定值，认为助卷辊设备间隙正常，若助卷辊辊缝反馈大于0.5倍的辊缝给定值，认为助卷辊设备间隙异常；若油压反馈未超出量程且在助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈＞0KN，认为助卷辊油压状态正常，若油压反馈超出量程或者助卷辊负荷期间助卷辊压力反馈小于或等于0KN，则认为油压状态异常；若磁尺反馈在量程范围内，认为助卷辊磁尺反馈正常，若磁尺反馈在量程范围外，认为助卷辊磁尺反馈异常。

3.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1所述的卷取机助卷辊卷取控制方法的步骤。

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