一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法技术

本发明专利技术提出一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法，第一步：起始后经电机驱动气刀的速度从0加速到高速，经过时间ta，期间运行长度为启动距离a；第二步：高速下匀速运行时间tb‑ta，期间运行长度为高速距离b；第三步：一级减速下运行时间tc‑tb，到达低速，期间运行长度为一级减速距离c；第四步：低速条件下运行时间td‑tc，期间运行长度为低速距离d；第五步：二级减速下运行时间te‑td，期间运行长度为二级减速距离e；a+b+c+d+e即是气刀动作的长度，当高速、低速为定值时，a+c+d+e也设为定值，则只需要准确控制b的大小就能实现气刀位置的准确控制。优点：精度从0.3mm提高到0.1mm。锌层重量控制的更准确，降低锌锭消耗成本，不改变原有设备配置，有效降低生产成本。

A staircase control method for the position of gas knife in galvanizing line

【技术实现步骤摘要】
一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法
本专利技术属于镀锌生产线设备的使用领域，涉及一种气刀位置的阶梯式控制方法。
技术介绍
酒泉钢铁公司在十一五期间引进了两条连续镀锌线，品种主要有GI、GL、GF。该机组技术密集、连续性强，产品质量要求高，对镀锌板锌层和边厚有极其严格的要求。锌锭作为镀锌生产的主要消耗成本，只有提高设备的精度、才能降低锌锭消耗。主要工艺：通过锌锅加热熔化锌锭，带钢在退火后绕过沉没辊在锌锅内热浸镀锌，出锌锅后穿过气刀，利用刀唇喷出的高压气流将锌液均匀刮除，形成光洁的表面。刀唇越接近带钢，气流刮除锌液的效果越好，决定了气刀设备的精度直接影响产品质量和生产成本。镀锌产品按照按照客户的订单要求制造，最重要的指标是锌层重量的要求，例如有60g/m2（双面）、80g/m2（双面）、120g/m2（双面）、275g/m2（双面）等。锌层重量关系产品的使用寿命，通常镀层越重耐腐蚀越强、使用寿命越长，镀层不能低于订单要求。因此，镀层越接近订单要求利润越大，而一旦镀层低于订单要求则会导致产品降级销售，造成了生产上的困难。为了保证订单的兑现采用比较稳妥的控制方法，实际生产中锌层重量比订单要求多5-8g/m2（双面），避免镀层不符的风险，势必造成生产成本的上升。只有进一步提高气刀的控制精度，才能使刀唇最接近带钢表面，将锌层重量控制在接近订单的要求。
技术实现思路
本专利技术为了进一步提高气刀的控制精度，提出一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法。本专利技术的技术方案是：一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法，该镀锌线通过锌锅加热熔化锌锭，带钢在退火后绕过沉没辊在锌锅内热浸镀锌，出锌锅后穿过气刀，利用刀唇喷出的高压气流将锌液均匀刮除，形成光洁的表面，该阶梯式控制方法的动作过程分为以下5步：第一步：起始后经电机驱动气刀的速度从0加速到高速，经过时间ta，期间运行长度为启动距离a；第二步：高速下匀速运行时间tb-ta，期间运行长度为高速距离b；第三步：一级减速下运行时间tc-tb，到达低速，期间运行长度为一级减速距离c；第四步：低速条件下运行时间td-tc，期间运行长度为低速距离d；第五步：二级减速下运行时间te-td，期间运行长度为二级减速距离e；a+b+c+d+e即是气刀动作的长度，当高速、低速为定值时，a+c+d+e也设为定值，则只需要准确控制b的大小就能实现气刀位置的准确控制。本专利技术的有益效果是：针对气刀打开、关闭动作采用了阶梯式的控制方法，能将设备的精度从0.3mm提高到0.1mm。气刀设备的控制精度提高后，气刀的刀唇能更贴近带钢表面，提高使用效率，不用担心设备动作过量造成损坏。刀唇内喷出的气流能将锌层重量控制的更准确，降低锌锭消耗成本，与此同时还能获得更光洁的表面，提高产品的质量。本专利技术提供的控制方法可大大提高设备的精度，不改变原有设备配置，易于实施，不需要增加费用投资，有效降低生产成本。附图说明图1为镀锌线气刀设备的结构示意图；图中：1-编码器I；2-电机I；3-减速箱I；4-锌锅；5-刀唇I；6-锌液；7-刀唇II；8-减速箱II；9-电机II；10-编码器II；11-大梁；12-刀唇间隙；13-带钢；图2为气刀位置的阶梯式控制示意图；图中：21-加速；22-高速；23-一级减速；24-低速；25-二级减速；101-启动距离；102-高速距离；103-一级减速距离；104-低速距离；105-二级减速距离；图3为气刀位置的控制精度示意图；图中：106-高速控制精度；107-低速控制精度。具体实施方式如图1所示，主要描述了气刀设备的主要构成。气刀是镀锌线的主要设备，此图为侧视图。气刀安装在基础支架上，分为前气刀、后气刀两部分，刀唇是气刀前端喷气的部位。带钢从前后气刀中间穿过。电机I2、电机II9分别用于驱动前气刀和后气刀的动作。电机安装在大梁11上，与机械设备之间通过减速箱I3、减速箱II8连接。编码器I1、编码器II10分别检测前侧刀唇I5、后侧刀唇II7的位置。带钢13在锌锅4内完成镀锌，将锌液6附着在其表面，穿过气刀向上运行。带钢与刀唇间保持一定距离。电机I、电机II的型号为日本住友CNHM1-6100-AV-B-29，相配套的驱动装置采用富士的RKPB100R-4FM5C型变频器。气刀设备本体的选型配置，决定了在工频50Hz的情况下，电机驱动气刀移动的最高速度为6.2mm/s。在机构上安装的编码器I、编码器II的型号为ATM60-P4H13X13(SICK)，实时监测气刀的位置。如图2所示，直角坐标系，横轴时间单位：s，纵轴速度变化单位：mm/s。一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法的实施过程：第一步：从坐标O点开始，加速（21）经过ta秒钟到A点达到高速（22），期间运行长度为启动距离a（101）；第二步：自A点采用高速（22）运行（tb-ta）秒达到B点，期间运行长度为高速距离b（102）；第三步：自B点经过一级减速（23）运行（tc-tb）秒钟到C点，达到低速（24），期间运行长度为一级减速距离c（103）；第四步：自C点采用低速（24）运行（td-tc）秒钟到D点，期间运行长度为低速距离d（104）；第五步：自D点经过二级减速（25）运行（te-td）秒钟到E点停止，期间运行长度为二级减速距离e（105）。动作过程分析：从图2中能看出，通过曲线O-A-B-C-D-E-O所围成的面积即是气刀动作的长度，分成（101）、（102）、（103）、104）、（105）五部分组成。当高速（22）、低速（24）为一定时，运行距离（101）+（103）+（104）+（105）之和则为定值，只需要准确控制（102）的大小就能实现气刀位置的准确控制。动作过程的实现图2中运行曲线在西门子PCS7系统中控制实现。在控制系统中调用名称为OB36的组织功能块，运行周期是50ms，该功能块中的程序循环执行。操作工可以通过WINCC的人机接口输入气刀位置的目标值，程序按照指令要求控制气刀的打开、关闭。根据编码器、的反馈值进行比较，判断是否达到目标。在富士的RKPB100R-4FM5C型变频器中进行参数设定。首先将P5参数设置为2s，从零加速到100%速度所需时间。再将P6参数设置为0.5s，从100%速度降到零所需时间。设定从O→A用时2s，B→C用时0.4s，C→D用时1s，D→E用时0.1s。可得高速（22）=6.2mm/s低速（24）=1/5×6.2mm/s=1.24mm/s此时P5、P6两个参数已确定，那么图2中所描述的（101）+（103）+（104）+（105）之和就是定值。那么，（101）+（103）+（104）+（105）=8.98mm假设当前位置为S1，下一步的目标值为S2，高速距离（102）表示如下所以，A→B的时间只需要控制高速段的运行时间t，即可实现气刀的目标位置。如图3所示，描述的是分别采用高速控制、低速控制的偏差。在可编程控制器中，动作是按照周期执行的。在西门子控制软件中OB36的执行周期为50ms，这个时间影响着设备动作的精度。高速（22）运行时，在一个周期内行走距离是偏差（106），那么（106）=6.2mm/s×50ms=0.31mm低速（24）运行时，在一个周期内行走距离是偏差（107），那么（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法，该镀锌线通过锌锅加热熔化锌锭，带钢在退火后绕过沉没辊在锌锅内热浸镀锌，出锌锅后穿过气刀，利用刀唇喷出的高压气流将锌液均匀刮除，形成光洁的表面，其特征在于：阶梯式控制方法的动作过程分为以下5步：第一步：起始后经电机驱动气刀的速度从0加速到高速，经过时间ta，期间运行长度为启动距离a；第二步：高速下匀速运行时间tb‑ta，期间运行长度为高速距离b；第三步：一级减速下运行时间tc‑tb，到达低速，期间运行长度为一级减速距离c；第四步：低速条件下运行时间td‑tc，期间运行长度为低速距离d；第五步：二级减速下运行时间te‑td，期间运行长度为二级减速距离e；a+b+c+d+e即是气刀动作的长度，当高速、低速为定值时，a+c+d+e也设为定值，则只需要准确控制b的大小就能实现气刀位置的准确控制。

【技术特征摘要】
1.一种镀锌线气刀位置的阶梯式控制方法，该镀锌线通过锌锅加热熔化锌锭，带钢在退火后绕过沉没辊在锌锅内热浸镀锌，出锌锅后穿过气刀，利用刀唇喷出的高压气流将锌液均匀刮除，形成光洁的表面，其特征在于：阶梯式控制方法的动作过程分为以下5步：第一步：起始后经电机驱动气刀的速度从0加速到高速，经过时间ta，期间运行长度为启动距离a；第二步：高速下匀速运行时间tb-ta，期间运...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈代兵，杨国星，李晓龙，刘亮先，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62