CN105537271B - 一种基于热金属检测器的飞剪控制***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于热金属检测器的飞剪控制***，包括轧机、辊道、飞剪、若干热金属检测器、与每个热金属检测器连接的实时时钟、可编程逻辑控制器、与可编程逻辑控制器连接的实时时钟、接近开关、与接近开关连接的实时时钟，其中，在垂直于辊道的上方设置若干热金属检测器；飞剪位于热金属检测器的检测范围内；接近开关位于所述飞剪的上下剪刃闭合的重合点处；所述实时时钟与所述接近开关连接。还提供一种基于热金属检测器的飞剪控制方法。相对现有***，本发明的飞剪控制***精度更高，减少了剪切长度过长的轧件材料的浪费，稳定性强，减少了人为修正系数和调整参数，实现自动适应各种规格的轧钢件。

Description

一种基于热金属检测器的飞剪控制***及其控制方法
技术领域
本发明涉及轧钢飞剪自动控制领域，尤其涉及一种基于热金属检测器的飞剪控制***及其控制方法。
背景技术
轧钢飞剪的作用是在轧机运转不停止的情况下，实现对于轧钢的连续定尺剪切，或事故碎断剪切。
在现有技术中采用的轧钢飞剪控制***，通过测量两个光电管之间的距离和轧件依次经过两个光电管的时间，对离开末机架的轧件进行测速，依据测得的轧件速度，计算出飞剪从启动到到达剪切点这段时间内轧件所走过的距离。再根据预定的需要剪切的轧件长度和上述计算出的走过的距离，计算出飞剪启动的延时时间。然后当轧件头部或尾部离开光电管后通过计算得出的延时时间延时启动飞剪，进行剪切。
在实际操作中，由于轧件在运动过程中受到上游轧机的推力、下游轧机的拉力、飞剪和轧机间辊道或支架的摩擦力的影响，以及可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)响应时间的滞后性、传感器信号触发的滞后性、机械传动设备的启动时间滞后性以及两个光电管距离的误差等因素，影响了飞剪控制***的精度。而且，现有技术中仅仅测量的是平均速度而无法准确判定在计算得到的延时后轧件的实际位置是否为真实位置。
为了补偿上述精度误差，可以通过使用修正系数对误差进行修正。这就需要每种规格的轧件在第一次轧制时，反复测试修正系数，并将测试好的修正系数保存到不同规格的轧件对应的轧制表中，每次更换轧件规格时，飞剪控制***根据轧制表修改之前测试好的修正系数。但是，这样增加了控制***的繁琐度和人力成本。
因此，现有的飞剪控制***的精度误差造成剪切不准确，使得轧钢材料浪费，降低生产效率。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种基于热金属检测器的飞剪控制***，所述飞剪控制***包括轧机、辊道、飞剪、若干热金属检测器、与每个所述热金属检测器连接的实时时钟、可编程逻辑控制器、与所述可编程逻辑控制器连接的实时时钟、接近开关、与所述接近开关连接的实时时钟，其中，在垂直于所述辊道的上方设置若干热金属检测器；所述飞剪位于所述热金属检测器的检测范围内；所述接近开关位于所述飞剪的上下剪刃闭合的重合点处；所述实时时钟与所述接近开关连接。
上述方案中优选的是，所述若干热金属检测器的数目至少为三个。
上述方案中优选的是，所述飞剪控制***还包括光幕传感器，所述光幕传感器的测量精度为10mm。
上述方案中优选的是，所述光幕传感器垂直于所述辊道的上方并且可以水平移动。
上述方案中优选的是，所述实时时钟的精度小于或等于1ms。
上述方案中优选的是，所述可编程逻辑控制器接收来自所述热金属检测器的信息。
上述方案中优选的是，所述可编程逻辑控制器控制和触发所述飞剪的运动。
上述方案中优选的是，与所述可编程逻辑控制器连接的实时时钟用于记录所述可编程逻辑控制器的指示时间和触发时间。
本发明还提供一种基于上述飞剪控制***的飞剪控制方法，所述方法包括如下步骤：
a)在轧件途径所述轧机的辊道时，触发所述若干热金属检测器，与每个所述热金属检测器匹配的所述实时时钟记录该热金属检测器的位置对应的所述轧件到来的时间；
b)所述可编程逻辑控制器计算所述轧件通过第一热金属检测器和第二热金属检测器的时间差；
c)所述可编程逻辑控制器计算所述轧件通过第二热金属检测器和第三热金属检测器的时间差；
d)根据相邻三个热金属检测器之间的实际距离，按照匀加速运动模型，所述可编程逻辑控制器计算所述轧件的运动初始速度和运动加速度；
e)根据所述轧件的运动加速度，计算所述轧件到达所述飞剪前的启动位置；
f)当所述飞剪到达剪切点时，触发接近开关，与所述接近开关连接的所述实时时钟记录触发该接近开关的时间。
相对现有***，本发明所述的飞剪控制***精度更高，减少了剪切长度过长的轧件材料的浪费，稳定性强，减少了人为修正系数和调整参数，实现自动适应各种规格的轧钢件。
附图说明
图1为本发明一优选实施例的飞剪控制***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在所述飞剪控制***使用前，需要同步校准所有的实时时钟，以便获得准确的计算结果。使用实时时钟是为了避免***存在滞后时间无法测量估算的问题。
如图1所示，在末架轧机和飞剪之间的轧件上方设置三个热金属检测器，当轧件到来时触发热金属检测器，记录一个实时时钟时间。通过第一和第二热金属检测器的实际距离以及时间差，第二和第三热金属检测器的实际距离以及时间差，按照匀加速运动模型算出轧件的运动初始速度和运动加速度，从而可以精确算出轧件到达的位置。
比现有***中，计算平均速度，认为轧件在做匀速运动要准确。因为轧件受到摩擦力、轧机推力，夹送辊拉力等的作用，往往不是匀速运动，按照匀速运动会差生误差。每个热金属检测器配备有实时时钟，所述时钟精度至少为1ms，该实时时钟和热金属检测器连接，当轧件触发该热金属检测器后，与该热金属检测器相连的实时时钟记录轧件的触发时间。
在飞剪剪刃闭合点处安装接近开关，所述实时时钟与所述接近开关连接，到达剪切点时，触发接近开关，该实时时钟记录触发时间。可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，简称PLC)配备实时时钟，记录下达命令时间和现场传感器实时时钟触发时的时间。通过设备的实时时钟时间，以及控制器的实时时间，从而可以更好的进行***的时间响应误差时间修正。
在飞剪的后方设置光幕传感器，所述光幕传感器的测量精度为10mm，设置位置是在按照设定飞剪切头长度，切头时轧件头部大致所处位置范围。根据接近开关检测到飞剪到剪刃位置后，轧件头部所处的实际位置，和设定位置比较，进行误差修正。其中，光幕传感器可以移动，当切尾时，移动到飞剪的前部。当作为分段剪时，按照设定的分段长度，移动到剪切时头部所能到达的位置。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于热金属检测器的飞剪控制***，其特征在于，所述飞剪控制***包括轧机、辊道、飞剪、若干热金属检测器、与每个所述热金属检测器连接的实时时钟、可编程逻辑控制器、与所述可编程逻辑控制器连接的实时时钟、接近开关、与所述接近开关连接的实时时钟，
其中，在垂直于所述辊道的上方设置若干热金属检测器；
所述飞剪位于所述热金属检测器的检测范围内；
所述接近开关位于所述飞剪的上下剪刃闭合的重合点处；
其中，所述可编程逻辑控制器控制和触发所述飞剪的运动；且用于计算轧件通过第一热金属检测器和第二热金属检测器的时间差；且计算轧件通过第二热金属检测器和第三热金属检测器的时间差；以及根据相邻三个热金属检测器之间的实际距离，按照匀加速运动模型，计算轧件的运动初始速度和运动加速度。
2.如权利要求1所述的飞剪控制***，其特征在于，所述若干热金属检测器的数目至少为三个。
3.如权利要求1所述的飞剪控制***，其特征在于，所述飞剪控制***还包括光幕传感器，所述光幕传感器的测量精度为10mm。
4.如权利要求3所述的飞剪控制***，其特征在于，所述光幕传感器垂直于所述辊道的上方并且可以水平移动。
5.如权利要求1所述的飞剪控制***，其特征在于，所述实时时钟的精度小于或等于1ms。
6.如权利要求1所述的飞剪控制***，其特征在于，所述可编程逻辑控制器接收来自所述热金属检测器的信息。
7.如权利要求1所述的飞剪控制***，其特征在于，与所述可编程逻辑控制器连接的实时时钟用于记录所述可编程逻辑控制器的指示时间和触发时间。
8.采用如权利要求1所述的飞剪控制***的飞剪控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)在轧件途经所述轧机的辊道时，触发所述若干热金属检测器，与每个所述热金属检测器匹配的所述实时时钟记录该热金属检测器的位置对应的所述轧件到来的时间；
b)所述可编程逻辑控制器计算所述轧件通过第一热金属检测器和第二热金属检测器的时间差；
c)所述可编程逻辑控制器计算所述轧件通过第二热金属检测器和第三热金属检测器的时间差；
d)根据相邻三个热金属检测器之间的实际距离，按照匀加速运动模型，所述可编程逻辑控制器计算所述轧件的运动初始速度和运动加速度；
e)根据所述轧件的运动加速度，计算所述轧件到达所述飞剪前的启动位置；
f)当所述飞剪到达剪切点时，触发接近开关，与所述接近开关连接的所述实时时钟记录触发该接近开关的时间。
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