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CN117324685B - 一种带钢横切机组追剪的控制方法及系统 - Google Patents

一种带钢横切机组追剪的控制方法及系统 Download PDF

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CN117324685B CN202311244951.9A CN202311244951A CN117324685B CN 117324685 B CN117324685 B CN 117324685B CN 202311244951 A CN202311244951 A CN 202311244951A CN 117324685 B CN117324685 B CN 117324685B
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Abstract

本公开属于带钢横切机组的控制技术领域,具体提供了一种带钢横切机组追剪的控制方法及系统,其中方法包括:根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度大于程序预置的追剪加速时最大的加速度则循环递减预设值作为当前机组运行速度;根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。本方案实现追剪精确的位置控制和精确的剪切钢板尺寸控制。基于可更改的参数,结合设定的剪切数据模型预测和控制策略,通过控制追剪的位置和速度,实现对带钢的精准同步剪切,提高了设备的稳定性及使用寿命。

Description

一种带钢横切机组追剪的控制方法及系统
技术领域
本公开涉及带钢横切机组的控制技术领域,特别涉及一种带钢横切机组追剪的控制方法及系统。
背景技术
冶金行业带钢横切机组主要是根据用户输入的剪切长度进行剪切。横切追剪设备主要由剪切机构、伺服行走机构、测量辊机构等组成。
传统的横切机组仅能让用户输入剪切长度、剪切片数等参数,这样无论是机组速度快或者慢都将以预置的极限加速度及返回速度进行工作。预置的加速度及返回速度一般比较高,而生产某些规格带钢时并不需要预置的机组极限加速度及返回速度。预置的极限加速度及返回速度对设备的冲击较大,会影响到设备的使用寿命。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种带钢横切机组追剪的控制方法及系统。
第一方面,本公开提供了一种带钢横切机组追剪的控制方法,包括:
S1,基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
S2,根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
S3,根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
S4,根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
优选地,所述S1具体包括:
如果机组期望运行速度大于机组运行的最大速度,则机组最终的运行速度为机组运行的最大速度;否则机组最终的运行速度为机组期望运行速度。
优选地,所述S2具体包括:
如果所述加速度大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则控制机组运行速度递减一个程序预置的速度递减值为当前机组运行速度,并基于当前机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度作为当前加速度;如果再次比较当前加速度还是大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组不可运行。
优选地,所述S2具体包括:
当机组不可运行时,提示用户修改机组设定速度或者设定的剪切速度。
优选地,所述S3具体包括:
如果偏差超过设定故障偏差,则通过HMI报警提示检查编码器,机组收到此信号时停机。
优选地,所述S3具体包括:
出现提示后,检查测量辊的编码器,如果存在打滑,则需要根据现场情况擦拭测量轮或调整测量轮压下气压或检测编码器接线、编码器是否正常,使得剪切位置的误差最小化,以保证剪切的精度与质量。
优选地,所述S3具体包括:
机组速度辊的速度实际值(m/s):Vmasteractspeed;每次剪切后至下次剪切的时间为t(s);每次剪切时的记录追剪的位置为Paxixslavecutpoint;计算当前带钢走过的距离为(mm)Saxixmasterexppos;则测量轮测得钢板实际行走的距离(mm)为:Saxixmasteractpos;当报警值为50mm时,若|Saxixmasteractpos-Saxixmasterexppos|≤50.0,程序认为正常,POS_ERROR为0;若|Saxixmasteractpos-Saxixmasterexppos|>50.0,则程序输出报警,POS_ERROR为1。
优选地,所述S4具体包括:
追剪的正向最大行程(mm):
用户设定的最大返回速度(m/min):Vbackmaxspeed
程序预置的追剪返回时最大的加速度(mm/s2)Anamax
追剪返回时的匀速段距离为(mm):Sbackwithmaxspeed
如果匀速段距离Sbackwithmaxspeed<0,则自动执行n次最大返回速度递减速:
则最终的返回最大速度为Vn backmaxspeed=Vbackmaxspeed -n*Vspeeddec
直至第n次追剪返回时的匀速段距离Sn backwithmaxspeed>0。
本发明还提供了一种带钢横切机组追剪的控制系统,所述系统可用于实现上述带钢横切机组追剪的控制方法,所述系统包括:
机组运行速度获取模块,配置为基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
速度更新模块,配置为根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
位置偏差报警模块,配置为根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
返回速度调控模块,配置为根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
本发明还提供了一种电子设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现带钢横切机组追剪的控制方法。
有益效果:
本发明根据测量辊反馈的信息包括状态、速度、位置,操作人员输入的剪切尺寸、追剪的加速度、剪切时间及返回速度等信息,通过此控制方法,对带钢进行高精度的剪切,满足横切机组生产的要求,同时降低了对机械设备的冲击,提高了设备的稳定性,延长了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种带钢横切机组追剪的控制方法的原理示意图;
图2为本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不为任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不为数量限制,而是为存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于为相对位置关系,当被描述目标的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来为。为了清楚起见,附图中的各个部分并没有都按比例绘制。此外,在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本公开的许多特定的细节,例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术,以便更清楚地理解本公开。但正如本领域的技术人员能够理解的那样,可以不按照这些特定的细节来实现本公开。
如图1所示,本发明实施例提供了一种带钢横切机组追剪的控制方法,包括:
S1,基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
S2,根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
S3,根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
S4,根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
需要说明的是,本公开的技术方案对于上述各步骤先后顺序不作限定,即各步骤的执行顺序可以任意排列。
该方法基于用户输入使用参数的方法,实现对带钢切割位置的精确控制,同时降低设备冲击。用于在不同剪切长度与机组速度时动态调整剪切的加速度和剪切同步位置。
具体实施步骤如下:
S1,基于设定剪切长度和机组设定运行最大速度及追剪返回速度、剪切时间,适配出所需的正向加速度,如果无法满足生产要求如计算出的正向加速度大于设备极限加速度,则返回参数错误,机组无法运行。具体是:
用户设定剪切长度(mm):Lsetcutlength
用户设定的剪切速度(片/每分钟,ppm):nppm
用户设定的机组运行最大线速度(m/min):Vlinemax
程序预置的追剪加速时最大的加速度(mm/s2):Apamax
程序预置的追剪剪切时间(s):Tcut
程序预置的追剪最大运行距离(mm):Sshearmaxpos
程序预置的最短加速距离(mm):Sshearmaxacclength
程序预置的速度递减值(m/min):Vspeeddec
程序输出的机组运行速度(m/min):Vlineset
此时程序根据用户输入的参数得到机组期望运行速度(m/min):Vlineexpset
优选的方案,考虑机组运行的最大速度:
如果Vlineexpset>Vlinemax,则机组最终的运行速度为:Vlineset=Vlinemax
如果Vlineexpset≤Vlinemax,则机组最终的运行速度为:Vlineset=Vlineexpset
S2,根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度。具体地,根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度(mm/s2):
如果Apaset≤Apamax,程序认为设定正常ERROR为FALSE,机组可运行。
如果Apaset>Apamax,程序将第一次自动执行减小机组最终运行速度。
即V1 lineset=Vlineset-Vspeeddec
再次得到追剪的追赶时的加速度(mm/s2):
再次比较:
如果A1 paset≤Apamax,程序认为设定正常ERROR为FALSE,机组可运行。
如果A1 paset>Apamax,程序将第二次自动执行减小机组最终运行速度。
即V2 lineset=Vlineset-Vspeeddec-Vspeeddec
再次得到追剪的追赶时的加速度(mm/s2):
如果A2 paset≤Apamax,程序认为设定正常ERROR为FALSE,机组可运行。如果A2 paset>Apamax,程序返回错误标志位ERROR为TRUE,机组不可运行,提示用户修改机组设定速度Vlinemax或者设定的剪切速度nppm
(2)位置预警策略:
根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查(报警);如果偏差超过设定故障偏差,则通过HMI报警提示检查编码器(故障),机组收到此信号时停机。
出现提示后,需要检查测量辊的编码器,可能存在打滑,则需要根据现场情况擦拭测量轮或调整测量轮压下气压或检测编码器接线、编码器是否正常,使得剪切位置的误差最小化,从而保证了剪切的精度与质量。
具体是:机组中有负责张力调节的设备,也有负责速度控制的设备即机组速度辊。机组速度辊的速度实际值(m/s):Vmasteractspeed
每次剪切后至下次剪切的时间为t(s)
每次剪切时的记录追剪的位置为Paxixslavecutpoint
计算当前带钢走过的距离为(mm)Saxixmasterexppos
测量轮测得钢板实际行走的距离(mm)为:Saxixmasteractpos
一般取报警值为50mm,|Saxixmasteractpos-Saxixmasterexppos|≤50.0,程序认为正常,POS_ERROR为0;若|Saxixmasteractpos-Saxixmasterexppos|>50.0,则程序输出报警,POS_ERROR为1。
(3)自适应控制返回速度算法:
根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度。通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间接近预计总时间。如果预计总时间小于预计每片所用时间,则返回适配参数正常。这些实施控制算法和策略可以根据具体的横切机组和剪切任务进行调整和优化,以满足不同的生产需求和剪切要求。通过该调整方法可以提高剪切过程设备的冲击,从而提高设备使用寿命。
具体是:
追剪的正向最大行程(mm):
用户设定的最大返回速度(m/min):Vbackmaxspeed
程序预置的追剪返回时最大的加速度(mm/s2)Anamax
追剪返回时的匀速段距离为(mm):Sbackwithmaxspeed
如果匀速段距离Sbackwithmaxspeed<0,则自动执行n次最大返回速度递减速:
则最终的返回最大速度为Vn backmaxspeed=Vbackmaxspeed-n*Vspeeddec
直至直至第n次追剪返回时的匀速段距离:
Sn backwithmaxspeed>0。
本发明的创新点在于将用户输入参数后进行模型预测,通过预测追剪的最大行程和优化目标设定,实现对追剪的精确控制。该算法具有以下优点:
适应性强:基于动态模型和实时数据,算法能够自适应不同板板尺寸和机组速度的变化,适用于不同生产需求。
减少冲击:精确的追剪位置控制可以根据设定参数,减少电气与机械设备的冲击,延长的设备的使用寿命。
可拓展性:该算法可以根据实际情况进行调整和改进,适应不同机械参数的横切生产线的需求。
本发明投入后显著效果:实现了剪切的精确控制,满足高精度的生产需求,减少了对设备的冲击,延长了设备的寿命。本控制方法稳定可靠,具有控制精度高、故障率低的特点。
本发明实施例还提供了一种带钢横切机组追剪的控制系统,所述系统可用于实现上述带钢横切机组追剪的控制方法,所述系统包括:
机组运行速度获取模块,配置为基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
速度更新模块,配置为根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
位置偏差报警模块,配置为根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
返回速度调控模块,配置为根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
请参阅图2为本公开实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图2所示,本公开实施例提了一种电子设备1300,包括存储器1310、处理器1320及存储在存储器1310上并可在处理器1320上运行的计算机程序1311,处理器1320执行计算机程序1311时实现以下步骤:S1,基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
S2,根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
S3,根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
S4,根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
需要说明的是,本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式,然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本公开的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (8)

1.一种带钢横切机组追剪的控制方法,其特征在于,包括:
S1,基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
其中,如果机组期望运行速度大于机组运行的最大速度,则机组最终的运行速度为机组运行的最大速度;否则机组最终的运行速度为机组期望运行速度;
S2,根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
其中,如果所述加速度大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则控制机组运行速度递减一个程序预置的速度递减值为当前机组运行速度,并基于当前机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度作为当前加速度;如果再次比较当前加速度还是大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组不可运行;
S3,根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
S4,根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
2.根据权利要求1所述的带钢横切机组追剪的控制方法,其特征在于,所述S2具体包括:
当机组不可运行时,提示用户修改机组设定速度或者设定的剪切速度。
3.根据权利要求1所述的带钢横切机组追剪的控制方法,其特征在于,所述S3具体包括:
如果偏差超过设定故障偏差,则通过HMI报警提示检查编码器,机组收到此信号时停机。
4.根据权利要求3所述的带钢横切机组追剪的控制方法,其特征在于,所述S3具体包括:
出现提示后,检查测量辊的编码器,如果存在打滑,则需要根据现场情况擦拭测量轮或调整测量轮压下气压或检测编码器接线、编码器是否正常,使得剪切位置的误差最小化,以保证剪切的精度与质量。
5.根据权利要求4所述的带钢横切机组追剪的控制方法,其特征在于,所述S3具体包括:
机组速度辊的速度实际值为Vmasteractspeed,m/s;每次剪切后至下次剪切的时间为t,s;每次剪切时的记录追剪的位置为Paxixslavecutpoint;计算当前带钢走过的距离为Saxixmasterexppos,mm;则:
测量轮测得钢板实际行走的距离为Saxixmasteractpos,mm;当报警值为50mm时,若|Saxixmasteractpos-Saxixmasterexppos|≤50.0,程序认为正常,POS_ERROR为0;若|Saxixmasteractpos-Saxixmasterexppos|>50.0,则程序输出报警,POS_ERROR为1。
6.根据权利要求1所述的带钢横切机组追剪的控制方法,其特征在于,所述S4具体包括:
追剪的正向最大行程:
其中,Tcut为程序预置的追剪剪切时间,s;Vlineset为程序输出的机组运行速度,m/min;Sshearmaxacclength为程序预置的最短加速距离,mm:
用户设定的最大返回速度:Vbackmaxspeed,m/min;
程序预置的追剪返回时最大的加速度:Anamax,mm/s2
追剪返回时的匀速段距离:Sbackwithmaxspeed,mm;
如果匀速段距离Sbackwithmaxspeed<0,则自动执行n次最大返回速度递减速:
则最终的返回最大速度为Vn backmaxspeed=Vbackmaxspeed-n*Vspeeddec
其中,Vspeeddec为程序预置的速度递减值,m/min:
直至第n次追剪返回时的匀速段距离:
Sn backwithmaxspeed>0。
7.一种带钢横切机组追剪的控制系统,其特征在于,所述系统可用于实现上述权利要求1至6中任一所述带钢横切机组追剪的控制方法,所述系统包括:
机组运行速度获取模块,配置为基于剪切长度和剪切速度得到机组运行速度;
速度更新模块,配置为根据机组运行速度及最短加速距离计算追剪的追赶时的加速度;如果所述加速度不大于程序预置的追剪加速时最大的加速度,则机组正常运行;否则循环递减预设值作为当前机组运行速度;
位置偏差报警模块,配置为根据剪切任务的设定参数,计算出每个剪切钢板的理论位置,实时监测当前钢板的位置,与机组速度辊反馈的编码器位置比较,如果偏差超过设定报警偏差,则通过HMI报警提示检查;
返回速度调控模块,配置为根据剪切任务的设定参数和当前状态,计算出剪切后的优化返回原点速度;通过动态调整剪切返回速度,使得剪切过程的实际总时间更接近预计总时间。
8.一种电子设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至6中任一所述带钢横切机组追剪的控制方法。
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