[发明专利]飞剪自动控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及剪切工艺，特别涉及飞剪的自动控制技术。

背景技术

剪切工艺在造纸、塑料、冶金(板带/线材/棒材)等自动控制领域内被广泛应用。目前有离合器式、摆槽式、启停式等几种常用方式。飞剪机作为生产线的关键设备，它的控制精度及其稳定性、可靠性对于生产线的连续生产起到至关重要的作用。

T400工艺模板是一个32位CPU板，具有极高的运算能力和强大功能。它可以装于西门子交流变频器6SE70和直流变流器6RA70中，通过双口RAM(内存)快速地对其进行高级工艺控制。T400模块的最快执行周期小于1ms，适合于对交流、直流驱动器做复杂(具有大量的运算)，高精度和高速的控制，这种情况下普通的PLC(可编程逻辑控制器)是不能满足控制要求的。

从飞剪自动控制系统方案角度，分为以工艺板T400为控制核心的剪切系统与以PLC为控制核心的剪切系统两种。从硬件上讲，以PLC为核心的剪切系统对PLC要求较高，并且还需要连接各种传感器的I/O模块和高速计数模板以采集数据，模块的性能直接影响到剪切系统的稳定性。PLC发送的主给定等数据通过网络传输给传动设备。而工艺板T400直接装于传动设备的插槽内，本身集成了DI/DO、AI/AO、编码器接线的外部端子，数据直接与传动装置内存交换，从而大大减少了数据的交换时间。PLC因其固有的系统扫描时间和数据在网络上传输的时间，必然会影响到剪切精度。从经济成本方面考虑工艺板T400可以节约大量费用。

在软件方面，用PLC编写的剪切程序，程序量非常大，要耗费大量的时间精力，而且通用性不强，他人想调整程序非常困难。工艺板T400可以选择带西门子标准剪切软件和自编程软件两种。带西门子标准剪切软件的T400工艺板内已经固化好程序，只能通过修改外部参数来调整，无法看到程序内部，成本高，遇到问题时不利于分析解决，并且标准程序比较复杂，有很多不常用的功能。而通过自编程软件可易于修改调整，程序运行可靠稳定，通用性强，剪切精度高。

目前，在生产过程中，飞剪根据生产不同的品种和不同的轧制速度水平，飞剪工作在不同的速度下，一般从电机的额定速度30％到100％之间。按照传统的定斜率启动剪切方式，为了满足最高速度时的剪切启动时间，斜坡函数发生器的上升时间需要设定很小，通常在0.1～0.15s之间，导致启动电流大；在轧制大规格产品需要低速剪切时，飞剪还是按照最高速时的剪切启动斜率工作。这样，生产线长期运行，对电机的冲击很大，对电机和剪机设备寿命都有很多影响，并且造成大量的电能浪费。

另外，为了使飞剪每次剪切后都能准确回到初始位置，通常速度环采用比例积分控制(PI控制)，获得较好的闭环控制效果。但是，由于PI调节是有差调节，如果参数匹配不好的话，尤其是高速飞剪，飞剪在停止位附近经常抖动，机械振动大。

另外，在飞剪的速度检测和位置检测过程中，各需要一个脉冲编码器，使得系统中需要检测的元件多，系统故障率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞剪自动控制方法及其系统，使得能以变斜率的方式启动飞剪，从而使飞剪启动电流大大减小，节约电能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种飞剪自动控制方法，包含以下步骤：

根据生产速度轧制水平，得到飞剪在到达入切角时所需的目标剪切速度；

根据所述飞剪在到达入切角时的目标剪切速度，计算所需的启动上升时间；

以所述计算的启动上升时间所对应的启动斜率，启动所述飞剪。

本发明的实施方式还提供了一种飞剪自动控制系统，包含：

时间计算模块，用于根据飞剪在到达入切角时的目标剪切速度，计算所需的启动上升时间，其中，所述目标剪切速度根据生产速度轧制水平得到；

启动模块，用于以所述时间计算模块计算的启动上升时间所对应的启动斜率，启动所述飞剪。

本发明实施方式相对于现有技术而言，根据飞剪在到达入切角时的目标剪切速度，计算所需的启动上升时间，以计算的启动上升时间所对应的启动斜率，启动飞剪。也就是说，通过计算求出飞剪在不同目标剪切速度下所需要的启动上升时间，实现飞剪的变斜率启动。由于根据生产速度轧制水平，保证不同速度下采用不同的启动斜率，即在保证剪切入切角时达到剪切速度的前提下，采用不同的启动斜率值。因此当轧制大规格产品需要低速剪切时，飞剪无需按照最高速时的剪切启动斜率工作，使得飞剪启动电流大大减小，有效节约了电能。