[發明專利]飛剪自動控制方法及其系統

無效

• 申請號: 201010526024.2
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102033506A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 金樟賢;周小龍;秦曉平;張威;杜錚;程長峰
• 申請（專利權）人: 上海金自天正信息技術有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本發明涉及剪切工藝，特別涉及飛剪的自動控制技術。

背景技術

剪切工藝在造紙、塑料、冶金(板帶/線材/棒材)等自動控制領域內被廣泛應用。目前有離合器式、擺槽式、啟停式等幾種常用方式。飛剪機作為生產線的關鍵設備，它的控制精度及其穩定性、可靠性對于生產線的連續生產起到至關重要的作用。

T400工藝模板是一個32位CPU板，具有極高的運算能力和強大功能。它可以裝于西門子交流變頻器6SE70和直流變流器6RA70中，通過雙口RAM(內存)快速地對其進行高級工藝控制。T400模塊的最快執行周期小于1ms，適合于對交流、直流驅動器做復雜(具有大量的運算)，高精度和高速的控制，這種情況下普通的PLC(可編程邏輯控制器)是不能滿足控制要求的。

從飛剪自動控制系統方案角度，分為以工藝板T400為控制核心的剪切系統與以PLC為控制核心的剪切系統兩種。從硬件上講，以PLC為核心的剪切系統對PLC要求較高，并且還需要連接各種傳感器的I/O模塊和高速計數模板以采集數據，模塊的性能直接影響到剪切系統的穩定性。PLC發送的主給定等數據通過網絡傳輸給傳動設備。而工藝板T400直接裝于傳動設備的插槽內，本身集成了DI/DO、AI/AO、編碼器接線的外部端子，數據直接與傳動裝置內存交換，從而大大減少了數據的交換時間。PLC因其固有的系統掃描時間和數據在網絡上傳輸的時間，必然會影響到剪切精度。從經濟成本方面考慮工藝板T400可以節約大量費用。

在軟件方面，用PLC編寫的剪切程序，程序量非常大，要耗費大量的時間精力，而且通用性不強，他人想調整程序非常困難。工藝板T400可以選擇帶西門子標準剪切軟件和自編程軟件兩種。帶西門子標準剪切軟件的T400工藝板內已經固化好程序，只能通過修改外部參數來調整，無法看到程序內部，成本高，遇到問題時不利于分析解決，并且標準程序比較復雜，有很多不常用的功能。而通過自編程軟件可易于修改調整，程序運行可靠穩定，通用性強，剪切精度高。

目前，在生產過程中，飛剪根據生產不同的品種和不同的軋制速度水平，飛剪工作在不同的速度下，一般從電機的額定速度30％到100％之間。按照傳統的定斜率啟動剪切方式，為了滿足最高速度時的剪切啟動時間，斜坡函數發生器的上升時間需要設定很小，通常在0.1～0.15s之間，導致啟動電流大；在軋制大規格產品需要低速剪切時，飛剪還是按照最高速時的剪切啟動斜率工作。這樣，生產線長期運行，對電機的沖擊很大，對電機和剪機設備壽命都有很多影響，并且造成大量的電能浪費。

另外，為了使飛剪每次剪切后都能準確回到初始位置，通常速度環采用比例積分控制(PI控制)，獲得較好的閉環控制效果。但是，由于PI調節是有差調節，如果參數匹配不好的話，尤其是高速飛剪，飛剪在停止位附近經常抖動，機械振動大。

另外，在飛剪的速度檢測和位置檢測過程中，各需要一個脈沖編碼器，使得系統中需要檢測的元件多，系統故障率高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種飛剪自動控制方法及其系統，使得能以變斜率的方式啟動飛剪，從而使飛剪啟動電流大大減小，節約電能。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種飛剪自動控制方法，包含以下步驟：

根據生產速度軋制水平，得到飛剪在到達入切角時所需的目標剪切速度；

根據所述飛剪在到達入切角時的目標剪切速度，計算所需的啟動上升時間；

以所述計算的啟動上升時間所對應的啟動斜率，啟動所述飛剪。

本發明的實施方式還提供了一種飛剪自動控制系統，包含：

時間計算模塊，用于根據飛剪在到達入切角時的目標剪切速度，計算所需的啟動上升時間，其中，所述目標剪切速度根據生產速度軋制水平得到；

啟動模塊，用于以所述時間計算模塊計算的啟動上升時間所對應的啟動斜率，啟動所述飛剪。

本發明實施方式相對于現有技術而言，根據飛剪在到達入切角時的目標剪切速度，計算所需的啟動上升時間，以計算的啟動上升時間所對應的啟動斜率，啟動飛剪。也就是說，通過計算求出飛剪在不同目標剪切速度下所需要的啟動上升時間，實現飛剪的變斜率啟動。由于根據生產速度軋制水平，保證不同速度下采用不同的啟動斜率，即在保證剪切入切角時達到剪切速度的前提下，采用不同的啟動斜率值。因此當軋制大規格產品需要低速剪切時，飛剪無需按照最高速時的剪切啟動斜率工作，使得飛剪啟動電流大大減小，有效節約了電能。