[發明專利]基于T400的新型棒線材飛剪控制方法

有效

• 申請號: 201110406457.9
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102441569A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 王勝勇;陳啟江;盧家斌;李傳濤;李四川;李海東
• 申請（專利權）人: 中冶南方（武漢）自動化有限公司
• 主分類號: B21B15/00
• 分類號: B21B15/00;B21B37/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及電氣控制領域，特別是涉及一種棒線材飛剪的控制方法。適用于棒材及高速線材的啟停式飛剪(包括回轉式、曲柄連桿式、曲柄連桿飛輪式)。

背景技術

在熱連軋棒材生產線以及高速線材生產線中，為了提高生產率及成材率，需要對軋件進行頭部剪切、尾部剪切及倍尺剪切等，早期的飛剪曾采用機械離合式飛剪，但離合式飛剪不能滿足高速剪切的要求，并且離合器及制動部件沖擊大，易損壞，維修工作量大且維修復雜。隨著電力電子技術、計算機技術和控制技術的高速發展，為了提高生產率并減輕操作人員的勞動強度，目前棒線材生產線上的飛剪均采用全數字化電氣控制的啟停式飛剪(包括回轉式、曲柄連桿式、曲柄連桿飛輪式)。

飛剪是提高棒線材生產線生產率及成材率的關鍵設備。目前，國內棒線材生產線上的飛剪設備和控制系統仍然有相當一部分是全套從國外引進，但近年來，隨著國內制造技術及控制水平的提高，棒線材飛剪的設備成套及控制系統已經逐步開始國產化，并取得了較好的控制效果。早期的棒線材飛剪控制系統國產化主要以GE的控制系統為代表，其硬件構成為GE90-30PLC、軸定位模塊、高速計數器、觸摸屏等。近年來，基于西門子的高性能控制器(FM458、T400等)的飛剪控制系統應用逐步得到推廣，該控制系統具有剪切精度高、操作維護便捷、成本更低等特點。

T400工藝板為基于32位SIMADYN-D處理器的高性能控制板，可以直接插在西門子直流調速裝置6RA70和西門子交流調速裝置6SE70機箱內，無需機架及通訊模塊即可方便的實現與傳動裝置的通訊。其軟件開發平臺為STEP?7，與西門子PLC共享開發平臺，使得維護更便捷，編程語言為圖形化語言CFC，使得編程更直觀，并可通過標準C語言進行功能塊的開發，具有良好的移植性，是冶金行業應用比較廣泛的開發平臺。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于T400的新型棒線材飛剪控制方法，該方法通過精確的剪刃位置控制、精確的剪切長度控制、自動優化剪切和事故碎斷四種手段綜合起來實現棒線材飛剪的高精度高可靠性控制，從而提高棒線材產品的剪切質量。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發明提供的基于T400的新型棒線材飛剪控制方法，該方法包括以下步驟：

(1)精確的剪刃位置控制：

通過安裝在剪刃軸上的絕對值編碼器讀取到精確的位置信息值，反饋到位置控制器，通過PI調節器，使剪刃實現快速而精確的位置控制；如剪刃軸上沒有安裝絕對值編碼器，則可以通過飛剪電機軸上的增量型編碼器進行折算得到剪刃的位置信息值，以實現剪刃的位置控制；

(2)剪切長度控制：

當軋件的頭部經過熱金屬檢測儀后，飛剪根據設定的剪切長度，自動調整飛剪啟動的時機，按照設定剪切長度精確的完成剪切任務；

(3)自動優化剪切：

估算軋件的剩余長度，自動判斷倒數第二段倍尺剪切是否需要借尺，防止出現短尺，無法順利上冷床，影響生產；

經過上述步驟實現對棒線材飛剪的控制。

本發明在對棒線材飛剪的控制過程中，當上游軋機發生事故時，或者軋件某一段質量較差時，可以在線啟動碎斷功能對軋件進行全部碎斷或者部分碎斷，碎斷剪切速度自動與軋件同步，當停止碎斷時，飛剪自動定位到起始位，進入正常剪切模式待機狀態。

在上述步驟(1)中，可以應采用包括以下步驟的方法實現精確的位置閉環控制：

(1)剪刃軸端裝有絕對值編碼器：

通過T400的標準功能塊及T400控制板的SSI接口，直接讀取位置信息值，并轉化為角度值，反饋到位置控制器，實現快速而精確的剪刃位置控制；

(2)剪刃軸端沒有安裝絕對值編碼器：

通過T400的標準功能塊及T400控制板的增量型編碼器接口，讀取飛剪電機軸端增量型編碼器的值，考慮減速比，轉化為剪刃軸的角度值，反饋到位置控制器，實現快速而精確的剪刃位置控制。

在上述步驟(2)中，可以采用以下方法實現剪切長度控制：應以熱金屬檢測儀檢測到軋件頭部為起點，對上游機架軋機編碼器脈沖數進行計數，當達到目標計數值時，啟動飛剪，實現設定長度的剪切，預設的目標計數值與設定剪切長度有關，

其計算公式如下：