[发明专利]一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法

摘要

本发明提供一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法，包括位置检测编码器参数设定、换辊推拉车的位置定位判断与控制和换辊推拉车的速度设定输出三部分。通过位置定位判断设定功能块输出换辊推拉车当前位置状态以及位置设定值，由位置定位控制功能块根据位置设定值进行换辊推拉车位置的定位控制。本发明在冷连轧生产线的自动换辊过程中应用后，实现了换辊推拉车移行距离的准确控制，减少了换辊车移行故障的发生，从而缩短了换辊时间，提高了作业效率和设备作业率，满足了生产工艺的要求。

主权项

1.一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法，其特征在于，通过位置定位判断设定功能块输出换辊推拉车当前位置状态以及位置设定值，由位置定位控制功能块根据位置设定值进行位置定位控制；其具体方法和步骤为：(1)位置检测编码器参数设定换辊推拉车通过位置检测编码器进行位置检测，构成位置闭环控制；换辊推拉车装有带总线接口的位置检测编码器，通过PROFIBUS DP总线将位置检测值传送到PLC系统中；在换辊推拉车走行调试过程中对位置检测编码器参数因子Factor进行设置：换辊推拉车在机架前任一位置停下，记录此时换辊推拉车的走行距离S1及位置检测编码器实际读数EC1；然后走行一段距离后，记录下该位置的走行距离S2及此时位置检测编码器实际读数EC2，位置检测编码器参数因子Factor计算公式为：Factor＝(S1‑S2)/(EC1‑EC2)(2)换辊推拉车的位置定位判断与控制换辊推拉车的控制位置包括停车位P1、横移位P2、机前等待位P3和机架位P4；控制位置的到位判断公式为：停车位P1到位判断公式为：POS1‑TOL_S≤ACT_POS≤POS1+TOL_S；横移位P2到位判断公式为：POS2‑TOL_S≤ACT_POS≤POS2+TOL_S；机前等待位P3到位判断公式为：POS3‑TOL_S≤ACT_POS≤POS3+TOL_S；机架位P4到位判断公式为：POS4‑TOL_S≤ACT_POS≤POS4+TOL_S；其中，POS1为停车位P1设定值，POS2为横移位P2设定值，POS3为机前等待位P3设定值，POS4为机架位P4设定值，ACT_POS为换辊推拉车实际位置编码器读数，TOL_S为位置定位设定公差范围；P1表示为换辊推拉车行进到停车位，P2表示为换辊推拉车行进到横移位，P3表示为换辊推拉车行进到机前等待位，P4表示换辊推拉车行进到机架位；换辊推拉车启动位置定位判断设定功能块进行位置到位判断，实现过程为：首先通过换辊推拉车实际位置编码器读数ACT_POS与各位置设定值POS1、POS2、POS3、POS4比较，从而判断出换辊推拉车所在的实际位置，对应的位置状态信号P1、P2、P3、P4设置响应到位，输出对应的位置到位状态信号；当换辊推拉车实际位置编码器读数ACT_POS小于停车位设定值POS1时，信号PMIN被设置，表示换辊推拉车位置到下限位；当换辊推拉车实际位置编码器读数ACT_POS高于机架位设定值POS4时，信号PMAX被设置，表示换辊推拉车到达位置上限位；当位置定位命令任一位有信号时，相应的位置设定值被选择，并通过输出端任一到位位置设定值SETVALUE输出；然后，启动换辊推拉车的位置定位控制功能：位置定位控制功能块FB_POS根据位置设定值和实际值控制速度的输出，通过传动设备，使实际位置更精确的达到设定位置；当换辊推拉车采用变频电机驱动时，由位置定位判断设定功能块发送一个位置设定值给位置定位控制功能块FB_POS，启动位置定位控制功能后，传动命令通过接口结构发送给传动控制功能块FB_2D2V，然后由传动控制功能块FB_2D2V输出命令给速度设定控制功能块，速度设定控制功能块根据命令来选择相应的速度输出；当换辊推拉车采用双速电机驱动时，由位置定位判断设定功能块发送一个位置设定值给位置定位控制功能块FB‑POS‑B，当接近目标位置时速度由高速切换为低速；输出命令通过接口结构与传动控制功能块FB_2D2V连接，通过传动控制功能块FB_2D2V驱动传动设备，使换辊推拉车的实际走行位置达到设定位置；在定位时间参数T_FINISH设定的时间内，当实际值达到定位允许公差TOL的范围内，则定位结束，输出定位完成信号POS_FIN，并且输出停止的命令，通过接口结构发给传动控制功能块FB_2D2V；换辊推拉车定位控制参数配置的基本原则为：换辊推拉车的位置判断设定功能块的位置定位公差范围的大小对定位控制有着很大的影响，如果位置定位公差太大，会使定位误差太大，进而造成运行设备达不到预先设定位置；如果位置定位公差太小，会造成位置信号不被置位，影响下一步程序运行；在位置定位判断设定功能块里设置的位置定位设定公差范围TOL_S的参数值要大于或等于换辊推拉车位置定位控制功能块FB_POS里的定位允许公差TOL的参数值；(3)换辊推拉车的速度设定输出当换辊推拉车电机为变频电机时，移行过程中运行速度可调，移行速度给定通过一级基础自动化的PLC系统定位控制程序发出，通过位置检测编码器进行位置检测，构成位置闭环控制；运行速度的切换命令通过位置定位控制功能块FB‑POS来实现，根据位置定位控制功能块FB‑POS发出的命令来选择相应的速度输出，然后输出设定速度值给速度设定控制功能块；在定位控制被激活期间，每次设定点的变化都会被立即处理，在定位控制开始之后，速度设定点根据控制距离被设置，当距离接近目标值时，内部减速曲线被激活，速度设定点按照内部减速曲线输出；内部减速曲线由两段组成，减速曲线第一段内的速度计算公式为：减速曲线第二段内为一条线性直线，由最小速度设定值V_MIN来限定最小速度输出值，此时速度计算公式为：式中，V_ab为减速曲线中一、二段切换时间处速度；S_ab为减速曲线中一、二段切换时间处距离；S为实际行进距离；a为加速度；第一段到第二段的切换时间是由减速曲线中的切换时间T_AB设定的；当换辊推拉车移行过程中速度控制采用双速电机控制时，换辊推拉车运行速度分为高速、低速两种；运行速度的切换通过位置定位控制功能块FB‑POS‑B进行比较判断，当换辊推拉车实际运行位置远离定位目标时，为高速运行；当实际运行位置进入到慢速行进区时的公差允许范围TOL‑SLOW内时，速度就转换到低速运行，当实际位置在定位允许公差TOL范围时，设备停止，并发出定位完成信号POS‑FIN。