一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于帶鋼卷取機控制技術領域，尤其涉及一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位 控制方法。
【背景技術】
[0002] -卷帶鋼在乳制過程中，會經歷數次加減速過程。為提高生產率，在中間的穩定乳 制階段速度很快，而當帶鋼尾部接近卷取機時，表明這一卷鋼即將乳制完成，這時需要逐漸 降低乳制速度，等帶尾到達卷取機處時降速到零。降速過程中有兩個問題需要考慮，一方面 是何時開始降速，如果降速過早，那么帶尾還未到達卷取機處速度就已經為零了；若降速過 晚，則帶尾到達卷取機處時還未降速到零，可能對卷取設備造成損傷。另一方面的問題是怎 樣降速，因為降速過程同升速過程一樣對傳動控制系統沖擊較大，若控制不當會造成振蕩 甚至不穩定，造成事故。
[0003] 前一個問題的解決需要對帶尾進行精確地定位，不斷計算剩余帶鋼的長度，等剩 余帶鋼的長度正好達到降速過程所需要的帶鋼長度的那一時刻，啟動降速過程。卷取機的 定位操作更為復雜一些，因為隨著帶鋼在卷取機上卷取，卷徑會逐漸增大，這是一個連續變 化的量，而計算剩余帶鋼長度需要知道精確的卷徑實時值。第二個問題需要制定一個降速 策略，通過平滑的速度設定值，控制帶鋼以設定好的速度平穩地卷取到卷取機上。目前還沒 有一種很好的方法解決該問題，為此提供一種高精度的卷取機帶尾定位控制方法是很有必 要的，使得帶尾從恰當的時刻開始降速，且正好在到達卷取機處時，平穩地降速到零。
【發明內容】
[0004] 本發明實施例的目的在于提供一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制方法，以解決 現有技術中缺少一種高精度的卷取機帶尾定位控制方法的問題。
[0005] 本發明實施例是這樣實現的，一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制方法，所述方 法包括：
[0006] 獲取同步光柵發送的第一信號，所述第一信號在所述同步光柵檢測到帶鋼末尾時 發送；
[0007] 確認所述第一信號為帶鋼末尾抵達所述同步光柵檢測區域后，獲取記錄的從起始 狀態到當前實時更新的卷取機的旋轉圈數RN，并計算出卷徑實時值；
[0008] 根據所述卷徑實時值和旋轉圈數RN實時計算帶鋼末尾到卷取機的長度SN;
[0009] 確定長度SN到達用于減速的減速長度SdJ寸，啟動減速過程。
[0010]優選的，所述減速過程包括三個階段，其中，減速的起始階段和減速的結尾階段為 圓整階段，而中間階段為恒減速階段。
[0011]優選的，所述三個階段的持續時間分別為
其中，Tr_d為圓整時間，Aramp為加速度，Vsl為乳機出口處帶鋼開始減速的那一時刻的線速 度，Ti，T2，T3分別表示第一、第二、第三階段的持續時間。
[0012]優選的，確定三個階段的加速度值，其中，在定位的起始階段和結尾階段，加加速 度保持不變，中間階段加速度保持不變;起始階段，在Tr_d的時間內，加速度從0以恒加加速 度逐漸下降到Aramp;中間階段的加速度保持為A ramp不變;結尾階段，在1^_<!的時間內，加速 度從Aramp以恒加加速度逐漸上升到0，具體由下式計算獲得：
[0014] 其中，Ade為減速階段的加速度值，從上到下分別表示變化過程的第一、第二和第三 階段中的加速度值，thtdPts分別表示減速過程第一、第二和第三階段中經過的時間，在第 二階段加速度不隨時間改變而改變。
[0015] 優選的，減速過程中三個階段的速度值通過下式計算得到：
[0017] 式中，Vde為減速階段的速度值，t21、t22和t23分別表示減速過程第一、第二和第三階 段中經過的時間。
[0018] 優選的，積分每個階段的速度得到每個階段的位移量，求和各階段的位移量得到 減速長度S&。
[0019] 優選的，在速度測量裝置監測到帶鋼速度以Vo保持不變時，貝通過預設的Aramp、 Tr_d和所述Vo計算出減速長度So作為Sde;當速度由Vo調整為Vdt，則重新計算減速長度，并 更新到S&中；維持上述速度監測和減速長度更新過程，直到啟動減速過程。
[0020] 優選的，卷取電動機上安裝有脈沖編碼器，卷取機咬鋼后，開始記錄卷取機旋轉過 的脈沖數，則所述旋轉圈數Rn由以下公式計算得到：
[0022] 其中，PN為從起始狀態到當前實時更新記錄的脈沖數;Pe為每旋轉一圈脈沖編碼器 記錄的脈沖數;i為卷取電機同卷取機之間的齒輪箱的齒輪比。
[0023] 優選的，所述根據所述卷徑實時值和旋轉圈數RN實時計算帶鋼末尾到卷取機的長 度SN，具體通過以下公式實現：
[0024] SN=Ss-(RN,n-RN>s)X3lDact
[0025] 其中，Ss為同步光柵處同卷取機之間的長度；當前時刻卷徑值Dact = Do+2hRN，式中， Do為卷取機徑初始值，h為帶鋼厚度。RN,n為當前時刻的旋轉圈數，Rn,s為接收到同步光柵發 來信號的時刻的旋轉圈數。
[0026] 本發明實施例提供的一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制方法的有益效果包括： 本發明實施例中對帶尾進行了精確的定位，在恰當的時刻啟動降速過程，另一方面設計了 平滑的速度設定值，使得降速過程十分平穩，可取得良好的控制效果。
【附圖說明】
[0027] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些 實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附 圖獲得其他的附圖。
[0028] 圖1是本發明實施例提供的一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制系統的架構示意 圖；
[0029] 圖2是本發明實施例提供的一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制方法的流程示意 圖；
[0030]圖3是本發明實施例提供的一種降速過程速度設定值曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0032] 為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0033] 如圖1所示為本發明提供的一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制系統，所述系統 包括：
[0034] 帶鋼通過乳機2乳制后，由卷取機9進行卷取。乳機的傳動輥由乳機傳動電機4驅 動，卷取機的轉動由卷取電動機7驅動，卷取電動機通過齒輪箱8同卷取機相連，在卷取電動 機上安裝有脈沖編碼器6,可精確確定卷取電動機旋轉的角度。乳機出口處安裝有速度測量 裝置3,可測量乳機出口處的帶鋼線速度；同步光柵1可在帶鋼頭部或尾部通過時發出同步 信號，速度檢測值、脈沖編碼器信號和同步信號都通入PLC(可編程邏輯控制器)控制器5， PLC控制器計算乳機和卷取機傳動電機的速度和加速度設定值，發往傳動控制系統10,由傳 動控制系統控制乳機和卷取機電動機的轉速。
[0035] 實施例一
[0036] 本發明實施例還提供了一種帶鋼卷取機的帶尾精確定位控制方法，所述方法包 括：
[0037] 在步驟201中，獲取同步光柵發送的第一信號，所述第一信號在所述同步光柵檢測 到帶鋼末尾時發送；
[0038] 在步驟202中，確認所述第一信號為帶鋼末尾抵達所述同步光柵檢測區域后，獲取 記錄的從起始狀態到當前實時更新的卷取機的旋轉圈數Rn，并計算出卷徑實時值；
[0039]在步驟203中，根據所述卷徑實時值和旋轉圈數Rn實時計算帶鋼末尾到卷取機的 長度Sn;
[0040]在步驟204中，確定長度SN到達用于減速的減速長度Sde時，啟動減速過程。
[0041]本發明實施例中對帶尾進行了精確的定位，在恰當的時刻啟動降速過程，另一方 面設計了平滑的速度設定值，使得降速過程十分平穩，可取得良好的控制效果。
[0042]結合本方法實施例，存在一種優選的實現方案，其中，所述減速過程包括三個階 段，減速的起始階段和減速的結尾階段為圓整階段，而中間階段為恒減速階段。
[0043]在所述優選的實現方案中，所述三個階段的持續時間分別為和
其中，Tr_d為圓整時間，Aramp為加速度，V sl為乳機出口處帶鋼開始減 速的那一時刻的線速度（由速度測量裝置3測量獲得），?\，T2，T3分別表示第一、第二、第三階