一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A method of positioning control for roll - and - pull roller in cold rolling mill

The invention provides a positioning control method for a roller changing and pushing vehicle of a cold rolling mill, which includes three parts, namely, the setting of position detection encoder, the location and judgement of roller changing and pushing car, and the speed setting and output of roller changing and pushing car. Through location location, the position and position of the pushing and pulling car are determined, and the position control function block is used to control the position of the roller pushing and pushing vehicle according to the position setting value. The present invention in the cold rolling production line for automatic roll application process, realize the roll change push and pull the car move to accurately control the distance, reduce the roll change car transitional fault occurred, thus shortening the roll changing time, improves the working efficiency and the equipment operation rate, meet the requirements of production process.

【技术实现步骤摘要】
一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法
本专利技术属于冷连轧生产线的换辊过程自动化
，具体涉及一种冷连轧生产过程中换辊推拉车的定位控制方法。
技术介绍
现代高速冷轧机的轧制速度越来越大，极大加速了轧辊的磨损，使轧辊的更换次数越来越频繁，冷轧机的工作辊至少每班更换一次，因此缩短换辊时间，对于保证产品质量，减少停机时间，提高轧机作业率，增加产量和减低成本都是至关重要的。可以说轧辊的快速更换对冷轧机作业具有重大的经济意义。为了满足生产工艺的要求，保证轧制出的钢板在表面与厚度上达到需求标准，规定每隔一段时间要对轧机工作辊或中间辊进行更换，工作辊及中间辊换辊装置由底车、换辊推拉车、横移车、导向装置四部分组成。底车带动上述各部件移入或退出轧机换辊区域。换辊推拉车用于将旧辊拉出机架，将新辊推入机架。横移车用于更换新、旧辊位置，使新辊放置在轧机中心线上，便于推拉车将新辊推入机架。导向装置为推拉车运行轨道。换辊推拉车是由焊接结构的车体、换辊夹钳(包括中间辊夹钳、工作辊夹钳)、连杆、连杆驱动装置、齿轮马达电机等组成。落放新辊时，换辊采用电机驱动推拉车上的工作辊、中间辊夹钳夹住上、下工作辊和上、下中间辊旧辊并拉出轧机，放入横移车内，横移车横移后再将新中间辊、工作辊推入轧机。在更换工作辊或中间辊的过程中，要对换辊推拉车的行程进行控制，以保证换辊推拉车准确停在固定位置，换辊推拉车的位置定位控制是顺利实现自动换辊的前提条件，是整个换辊动作过程的关键，定位控制是否准确，将直接影响到手动换辊和自动换辊能否顺利进行。特别是自动换辊时，一旦发生定位控制不准确，从而使换辊推拉车移行不到位，就会造成自动换辊中断，需要操作人员进行手动操作，不仅延长了换辊时间，降低生产效率，同时也增加了生产的不安全因素。
技术实现思路
本专利技术提供一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法，其目的在于实现冷轧机换辊过程中换辊推拉车位置定位的精确控制，从而缩短换辊时间，提高作业效率和设备作业率。为此，本专利技术所采取的技术解决方案是：一种冷轧机换辊推拉车定位控制方法，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FB_POS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绝对值编码器，通过PROFIBUSDP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编码器的FACTOR参数进行设置：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及此时编码器实际读数EC2，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到位信号判断公式为：POS1-TOL_S≤ACT_POS≤POS1+TOL_S；横移位P2到位信号判断公式为：POS2-TOL_S≤ACT_POS≤POS2+TOL_S；机前等待位P3到位信号判断公式为：POS3-TOL_S≤ACT_POS≤POS3+TOL_S；机架位P4到位信号判断公式为：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为编码器检测到的实际位置，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：首先通过实际位置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FB_2D2V传动块。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，通过绝对值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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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绝对值编码器，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编码器的FACTOR参数进行设置：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及此时编码器实际读数EC2，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FB_2D2V传动块；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，通过绝对值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...

【技术特征摘要】
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绝对值编码器，通过PROFIBUSDP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编码器的FACTOR参数进行设置：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及此时编码器实际读数EC2，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：费静，王军生，张岩，秦大伟，侯永刚，曹忠华，许寒冰，刘宝权，宋君，王奎越，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21