[发明专利]一种飞剪控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞剪控制技术领域，特别涉及一种飞剪控制系统及其控制方法。

背景技术

飞剪是生产钢材、棒材和线材等长材的重要设备，它在冶金行业，特别是钢铁行业、机床行业和各种棒线材行业都有着广泛的应用，是现代型带钢材、棒材和线材等生产线上必不可少的关键设备。但许多生产线上仍在使用第一代或第二代的飞剪系统，这些系统普遍存在速度慢、效率低、精度低、故障率高和维检修困难等的问题，严重影响了企业的效益。大多数的飞剪系统急需更新换代，但目前国内还没有厂家能够生产具备高精度和高效率的飞剪系统。

为了满足现代高速生产的要求，提高成材率和定尺率，必须要降低飞剪故障率，减少设备维护成本，同时提高飞剪机的设备精度和控制水平，减少速度波动，实现定位准确，高精度定尺剪切，有必要研制更加先进可靠的飞剪机，以替代进口昂贵的飞剪机，不仅为国内广大潜在用户节省投资和提供便利，而且将产生巨大的经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高精度、高稳定性以及高响应性的飞剪控制系统。

本发明的另外一个目的在于，提供一种基于上述飞剪控制系统的控制方法。

本发明第一个目的通过下述技术方案实现：一种飞剪控制系统，分为管理层、控制层和设备层，所述管理层包括上位机；

所述控制层包括DCS（Distributed Control System，分散控制系统）主站、I/O从站和变频器，所述变频器、I/O从站和上位机分别通过DP总线与DCS主站进行通信；

所述设备层包括同步伺服电机、直流电机、液压飞剪和第一检测开关；

所述同步伺服电机用于控制液压飞剪的运行；所述直流电机为材料输送设备提供动力；所述第一检测开关与I/O从站连接，所述第一检测开关安装在液压飞剪之前的位置，用于检测是否有材料；

所述同步伺服电机连接的传动轴上设置有旋转编码器，用于检测液压飞剪的运行速度及位置，所述直流电机连接的传动轴上设置有增量编码器，用于检测直流电机的运转速度；

所述同步伺服电机和旋转编码器分别与变频器连接，所述旋转编码器将液压飞剪的运行速度反馈给变频器；

所述直流电机通过直流驱动器与DCS主站连接；所述增量编码器分别与变频器和直流驱动器连接，分别将直流电机的运转速度反馈给变频器和直流驱动器。

优选的，所述DCS主站为S7300可编程计算机控制系统，所述上位机为TP277触摸屏，所述I/O从站为ET200S，所述变频器为SEW变频器，所述直流驱动器为590P直流驱动器。

更进一步的，所述可编程计算机控制系统包括电源模块、CPU模块、高速计数器模块、AI模块（模拟量输入模块）和32位DI/DO模块（数字量输入/输出模块）。

优选的，所述设备层还包括第二检测开关和行程开关，所述第二检测开关和行程开关分别与I/O从站连接，通过I/O从站控制它们的工作状态；第二检测开关安装在液压飞剪之后的位置，用于检测在液压飞剪之后是否有已被剪切之后的材料。

优选的，所述液压飞剪中包含MOOG761系列伺服阀加蓄能器的组合以及卸荷阀加蓄能器的组合。

本发明第二个目的通过下述技术方案实现：一种飞剪控制方法，包括以下步骤：

（1）在上位机上设定材料的剪切长度参数和最小返回距离；并将剪切长度参数和最小返回距离通过DP总线传送给DCS主站；

（2）DCS主站对上位机设定的剪切长度参数和最小返回距离进行运算分析处理后，通过DP总线传送给变频器，对变频器进行控制；变频器驱动同步伺服电机自动寻零位一次，控制同步伺服电机自动回到零位，使得液压飞剪回到零位上；

（3）DCS主站控制直流电机工作，输送设备输送材料，增量编码器将其检测到的数据传送给变频器和DCS主站；

（4）第一检测开关检测是否有材料；

若检测到有材料，则进入步骤（5）；

若否，重复步骤（4）；

（5）DCS主站根据增量编码器检测到数据，分析运算材料达到设定剪切长度后，触发变频器驱动同步伺服电机工作，变频器根据旋转编码器和增量编码器反馈的数据，控制同步伺服电机进行同步追踪，使得液压飞剪和材料输送同步运行，然后对材料进行剪切；当液压飞剪同步运行达到最小返回距离时，同步伺服电机控制液压飞剪回到零位上，完成一次剪切；其中最小返回距离是指液压飞剪与材料同步运行的距离；