CN113547162A - 一种圆盘剪参数集成控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于圆盘剪参数控制技术领域，公开了一种圆盘剪参数集成控制系统、控制方法、介质及数据处理终端，专家系统包括人机交互界面、知识获取、知识库、推理机、解释器和综合数据库；所述控制系统包括PLC系统、驱动器、电机和测距仪；所述执行系统包括传动装置。本发明提供的基于专家系统的圆盘剪参数集成控制系统可实现对多台圆盘剪的控制，当带钢来料的参数已知时，将其作为数据输入专家系统，专家系统相对应的给出相应的圆盘剪参数的设定值，对圆盘剪进行控制调整，实时监控其调整距离与设定值进行比较，提高圆盘剪的参数调节精度，实现圆盘剪参数调节的智能化和自动化，减轻人员的操作量。

Description

一种圆盘剪参数集成控制系统与方法

技术领域

本发明属于圆盘剪参数控制技术领域，尤其涉及一种圆盘剪参数集成控制系统、控制方法、介质及数据处理终端。

背景技术

目前，圆盘剪是对矫平后的带钢按要求进行裁剪的关键设备，圆盘剪的参数(主要包括剪切宽度、侧间隙以及重叠量)的调整精度直接影响到带钢的剪切精度和质量。

但是，现有的圆盘剪参数精度控制方法只有单独对宽度的精度进行控制或者是对侧间隙和重叠量两个参数的精度控制，缺少对宽度、侧间隙和重叠量三种参数的集成控制，这三种参数对剪切精度和质量的影响是同样重要的，所以亟需提出一种对三种参数的集成控制系统和方法。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有圆盘剪参数精度控制方法只有单独对宽度的精度进行控制或者是对侧间隙和重叠量两个参数的精度控制，缺少对宽度、侧间隙和重叠量三种参数的集成控制。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种圆盘剪参数集成控制系统、控制方法、介质及数据处理终端，尤其涉及一种基于专家系统的圆盘剪参数集成控制系统与方法。

本发明是这样实现的，一种圆盘剪参数集成控制系统，所述圆盘剪参数集成控制系统，包括专家系统、控制系统和执行系统。

其中，所述专家系统，包括人机交互界面、知识获取、知识库、推理机、解释器和综合数据库；

所述控制系统，包括PLC系统、驱动器、电机和测距仪；

所述执行系统，包括传动装置。

进一步，专家系统中，所述人机交互界面，用于进行工作人员来料参数的输入以及显示解释器解释的圆盘剪参数推理过程；所述知识库，用于储存相关知识，通过知识获取更新知识库；所述推理机，用于结合输入和相关知识推理出圆盘剪参数设定值。

进一步，所述来料参数，包括板厚、板宽和屈服强度；所述圆盘剪参数，包括宽度、侧间隙和重叠量。

进一步，控制系统中，所述专家系统将决策出的圆盘剪参数传递给PLC系统，PLC系统将宽度信号传递给驱动器1，驱动器1带动电机1转动，测距仪1实时反馈宽度位置信息，并将信息传递给PLC系统，实现圆盘剪宽度参数的闭环控制；所述PLC系统将侧间隙信号传递给驱动器2，驱动器2带动电机2转动，测距仪2实时反馈侧间隙位置信息，并将信息传递给PLC系统，实现圆盘剪侧间隙参数的闭环控制；所述PLC系统重叠量信号传递给驱动器3，驱动器3带动电机3转动，测距仪3实时反馈重叠量位置信息，并将信息传递给PLC系统，实现圆盘剪重叠量参数的闭环控制。

进一步，执行系统中，所述传动装置1与圆盘剪刀座连接，用于改变圆盘剪宽度参数；所述传动装置2与圆盘剪刀轴连接，用于改变圆盘剪侧间隙参数；所述传动装置3与圆盘剪刀轴连接，用于改变圆盘剪重叠量参数。

进一步，所述传动装置2与圆盘剪刀轴水平运动，所述传动装置3与圆盘剪刀轴垂直运动。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的圆盘剪参数集成控制系统的圆盘剪参数集成控制方法，所述圆盘剪参数集成控制方法包括以下步骤：

步骤一，将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；

步骤二，测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；

步骤三，PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

步骤四，当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；

步骤五，否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；

步骤六，当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的圆盘剪参数集成控制系统。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的基于专家系统的圆盘剪参数集成控制方法，当带钢来料的参数(厚度、宽度、屈服强度)已知时，将其作为数据输入专家系统，专家系统就能相对应的给出相应的圆盘剪参数(宽度、侧间隙和重叠量)的设定值，然后对圆盘剪进行控制调整，同时实时监控其调整距离与设定值进行比较，提高圆盘剪的参数调节精度，专家系统和集成控制的方法实现了圆盘剪参数调节的智能化和自动化，减轻了剪切过程中人员的操作量。

本发明提供的基于专家系统的圆盘剪参数集成控制系统，可实现对多台圆盘剪的控制，来料参数(板厚、板宽、屈服强度)输入专家系统，专家系统会给出决策出的圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)设定值；批量要求、地域要求和工期要求以及其相对应的圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)设定值输入物联网云平台，其根据批量要求、地域要求和工期要求选择出可供工作的圆盘剪，终端可通过物联网云平台对多台圆盘剪进行控制；圆盘剪按要求完成工作后，可将其参数反馈给专家系统，扩充专家系统的知识，实现专家系统的自学习。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的圆盘剪参数集成控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的信息流通图。

图3是本发明实施例提供的圆盘剪集成控制系统原理图。

图4是本发明实施例提供的圆盘剪集成控制系统组成示意图。

图5是本发明实施例提供的圆盘剪调节参数流程图。

图6是本发明实施例提供的实施案例的圆盘剪左视图。

图7是本发明实施例提供的实施案例的传感器安装位置示意图。

图8是本发明实施例提供的实施案例的传动装置示意图。

图9是本发明实施例提供的实施案例的电路示意图。

图中：1、电机2；2、电机3；3、电机1；4、测距仪3；5、测距仪2；6、测距仪1；7、下刀轴；8、上刀轴；9、铁锲；10、滑块；11、滑轨；12、可滑动底座；13、丝杠；14、蜗杆；15、偏心蜗轮；16、滑轨；17、丝杠。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种圆盘剪参数集成控制系统与方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的圆盘剪参数集成控制方法包括以下步骤：

S101，将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；

S102，测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；

S103，PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

S104，当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；

S105，否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；

S106，当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

本发明实施例提供的信息流通图如图2所示。

如图3-4所示，本发明实施例提供的圆盘剪参数集成控制系统，包括专家系统、控制系统和执行系统；其中，所述专家系统，包括人机交互界面、知识获取、知识库、推理机、解释器和综合数据库；所述控制系统，包括PLC系统、驱动器、电机和测距仪；所述执行系统，包括传动装置。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1

本发明实施例提供的基于专家系统的圆盘剪参数集成控制系统可实现对多台圆盘剪的控制，来料参数(板厚、板宽、屈服强度)输入专家系统，专家系统会给出决策出的圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)设定值；批量要求、地域要求和工期要求以及其相对应的圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)设定值输入物联网云平台，其根据批量要求、地域要求和工期要求选择出可供工作的圆盘剪，终端可通过物联网云平台对多台圆盘剪进行控制；圆盘剪按要求完成工作后，可将其参数反馈给专家系统，扩充专家系统的知识，实现专家系统的自学习。

本发明实施例提供的圆盘剪参数集成控制系统包括有专家系统、控制系统和执行系统。

专家系统包括：人机交互界面、知识获取、知识库、推理机、解释器和综合数据库。其中人机交互界面可用于工作人员来料参数(板厚、板宽、屈服强度)的输入以及显示解释器解释的圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)推理过程；知识库用于储存相关知识，可通过知识获取更新知识库；推理机结合输入和相关知识推理出圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)设定值。

控制系统包括：PLC系统、驱动器、电机、测距仪。专家系统将决策出的圆盘剪参数(宽度、侧间隙、重叠量)传递给PLC系统，PLC系统将宽度信号传递给驱动器1，驱动器1带动电机1转动，测距仪1实时反馈宽度位置信息，并将信息传递给PLC系统，以此实现圆盘剪宽度参数的闭环控制；PLC系统将侧间隙信号传递给驱动器2，驱动器2带动电机2转动，测距仪2实时反馈侧间隙位置信息，并将信息传递给PLC系统，以此实现圆盘剪侧间隙参数的闭环控制；PLC系统重叠量信号传递给驱动器3，驱动器3带动电机3转动，测距仪3实时反馈重叠量位置信息，并将信息传递给PLC系统，以此实现圆盘剪重叠量参数的闭环控制。

执行系统包括：传动装置。传动装置1与圆盘剪刀座连接，改变圆盘剪宽度参数；传动装置2与圆盘剪刀轴(水平运动)连接，改变圆盘剪侧间隙参数；传动装置3与圆盘剪刀轴(垂直运动)连接，改变圆盘剪重叠量参数。

本发明实施例提供的基于专家系统的圆盘剪参数集成控制方法如下：

1.把来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，会得到相应的圆盘剪参数(宽度、侧间隙和重叠量)设定值(a、b、c)；

2.测距仪把圆盘剪参数(宽度、侧间隙和重叠量)的实时位置信息(x、y、z)反馈给PLC系统；

3.PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值(x-a、y-b、z-c)；

4.当判断参数：实时位置与设定值的差值(x-a、y-b、z-c)为零或为允的误差值时，也就是圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC就将信号传递给驱动器，电机就可以停止旋转，参数调节结束；

5.否则，就要继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值。

6.当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

本发明实施例提供的圆盘剪调节参数流程图如图5所示。

实施例2

为实现上述功能和方法，将各个传动装置具体化，传动装置1实例化为丝杠机构实现宽度控制，传动装置2实例化为斜楔机构实现侧间隙控制，传动装置3实例化为偏心蜗轮蜗杆机构实现重叠量控制；这些具体的机构只是作为说明使用，在实际过程中也可以换成其他的机构。

由于左右两个刀箱的结构一致，且控制方法一致，只介绍其中一个的控制即可，可移动刀箱(12)和滑轨(16)滑动连接，并和丝杠(17)连接，丝杠(17)和电机1(3)通过联轴器连接，测距仪1(6)安装在上刀轴(8)上用磁力连接；上刀轴(8)可以随着滑轨(11)左右移动，其和铁锲(9)连接，铁锲(9)和滑块(10)滑动连接，滑块(10)和丝杠(13)连接，丝杠(13)和电机2(1)连接，测距仪2(5)安装在上刀轴(8)上；下刀轴(7)和偏心蜗轮(15)连接，偏心蜗轮(15)和蜗杆(14)啮合，蜗杆(14)和电机3(2)连接，测距仪3(4)安装在上刀轴上。

上述PLC模块型号均为SINAMICS S7-1200系列，测距仪型号均为SW-LDS50A激光测距仪系列，驱动器型号均为SINAMICS V90系列，电机型号均为SIMOTICS S-1FL6系列。

本发明实施例提供的实施案例的圆盘剪左视图如图6所示，本发明实施例提供的实施案例的传感器安装位置示意图如图7所示，本发明实施例提供的实施案例的传动装置示意图如图8所示，本发明实施例提供的实施案例的电路示意图如图9所示。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆盘剪参数集成控制系统，其特征在于，所述圆盘剪参数集成控制系统，包括；

专家系统，包括人机交互界面、知识获取、知识库、推理机、解释器和综合数据库；

控制系统，包括PLC系统、驱动器、电机和测距仪；

执行系统，包括传动装置。

2.如权利要求1所述的圆盘剪参数集成控制系统，其特征在于，专家系统中，所述人机交互界面，用于进行工作人员来料参数的输入以及显示解释器解释的圆盘剪参数推理过程；所述知识库，用于储存相关知识，通过知识获取更新知识库；所述推理机，用于结合输入和相关知识推理出圆盘剪参数设定值。

3.如权利要求2所述的圆盘剪参数集成控制系统，其特征在于，所述来料参数，包括板厚、板宽和屈服强度；所述圆盘剪参数，包括宽度、侧间隙和重叠量。

4.如权利要求1所述的圆盘剪参数集成控制系统，其特征在于，控制系统中，所述专家系统将决策出的圆盘剪参数传递给PLC系统，PLC系统将宽度信号传递给驱动器1，驱动器1带动电机1转动，测距仪1实时反馈宽度位置信息，并将信息传递给PLC系统，实现圆盘剪宽度参数的闭环控制；所述PLC系统将侧间隙信号传递给驱动器2，驱动器2带动电机2转动，测距仪2实时反馈侧间隙位置信息，并将信息传递给PLC系统，实现圆盘剪侧间隙参数的闭环控制；所述PLC系统重叠量信号传递给驱动器3，驱动器3带动电机3转动，测距仪3实时反馈重叠量位置信息，并将信息传递给PLC系统，实现圆盘剪重叠量参数的闭环控制。

5.如权利要求1所述的圆盘剪参数集成控制系统，其特征在于，执行系统中，所述传动装置1与圆盘剪刀座连接，用于改变圆盘剪宽度参数；所述传动装置2与圆盘剪刀轴连接，用于改变圆盘剪侧间隙参数；所述传动装置3与圆盘剪刀轴连接，用于改变圆盘剪重叠量参数。

6.如权利要求5所述的圆盘剪参数集成控制系统，其特征在于，所述传动装置2与圆盘剪刀轴水平运动，所述传动装置3与圆盘剪刀轴垂直运动。

7.一种应用如权利要求1～6任意一项所述的圆盘剪参数集成控制系统的圆盘剪参数集成控制方法，其特征在于，所述圆盘剪参数集成控制方法包括以下步骤：

步骤一，将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；

步骤二，测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；

步骤三，PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

步骤四，当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；

步骤五，否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；

步骤六，当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

将来料信息输入专家系统，即带钢的板厚、板宽和屈服强度，专家系统根据已知的带钢信息，得到相应的圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的设定值a、b、c；测距仪把圆盘剪宽度、侧间隙和重叠量参数的实时位置信息x、y、z反馈给PLC系统；PLC系统结合参数设定值和实时位置信息，计算出判断参数：实时位置-设定值x-a、y-b、z-c；

当判断参数：实时位置与设定值的差值x-a、y-b、z-c为零或为允的误差值时，即圆盘剪的宽度、侧间隙和重叠量调节已达到要求，PLC将信号传递给驱动器，电机停止旋转，参数调节结束；否则，继续调整，直到判断参数为零或为允许的误差值；当参数调整结束后，PLC和测距仪仍在线实时监控位置信息的变化，当其产生波动后，立即实施反馈补偿，继续调整。

10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1～6任意一项所述的圆盘剪参数集成控制系统。

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