專利名稱：一種利用編碼器信號確定卷徑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)線上確定卷徑的方法，尤其涉及一種利用編碼器信號確定卷徑的方法。
背景技術(shù)：
目前普通生產(chǎn)機組生產(chǎn)操作中如何確定卷徑是一個重要問題。比如冷軋機組入口段速度非?？欤捎谟嬎憔炔?，入口段易發(fā)生高速甩尾現(xiàn)象，即當開卷機上帶鋼余量不足時，入口段未能及時降速并停車，帶尾離開開卷機時入口段仍有較大速度，帶尾甩過入口橫剪，造成帶尾未剪切，只有進行倒車，將帶尾重新拉回橫剪剪切，從而影響了生產(chǎn)節(jié)奏。嚴重的高速甩尾帶尾甚至逃入入口活套，機組只有停機處理。有些機組在由于卷徑計算的不準確，自動甩尾功能幾乎喪失，完全由人工干預(yù)。不僅增加了操作人員的工作，也限制機組的生產(chǎn)節(jié)奏，嚴重影響產(chǎn)能的發(fā)揮。西門子T400工藝板的卷徑計算是目前較為成熟的一種方式，但價格昂貴。利用一些基礎(chǔ)元件，依靠先進的控制方法，實現(xiàn)便利可行的卷徑計算是普通生產(chǎn)機組的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用編碼器信號確定卷徑的方法，便利可行。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方法包括步驟一、配置并連接開卷機和標準輥的編碼器信號輸入模板硬件；步驟二、編制可自動讀取編碼器反饋信號的程序；步驟三、查詢機組傳動參數(shù)表，以獲取開卷機和標準輥的每圈編碼器計算值、標準輥的實際輥徑以及齒輪箱減速比，計算該傳動的脈沖當量；步驟四、按卷徑計算方程編制卷徑計算的程序，所述程序可以確定開卷機卷徑計算的選擇點，且程序每計算一次應(yīng)將開卷機和標準輥的編碼器累加計數(shù)值清零，以便開卷機下一圈重新計算；所述卷徑計算方程為D1＝K*D2*N2/N1，其中K為脈沖當量，D為輥徑，N1為開卷機本周期的脈沖數(shù)，N2為參考輥本周期的脈沖數(shù)；步驟五、根據(jù)卷徑計算的精度要求，在可編程控制器執(zhí)行周期里調(diào)用步驟四所述卷徑計算的程序，確定卷徑。
本發(fā)明方法由于結(jié)合采用安裝在傳動上的編碼器反饋，聯(lián)鎖實際的機組現(xiàn)狀，能較為準確地確定卷徑。


圖1是本發(fā)明一個具體實施例中卷徑計算點的選擇和偏移的示意圖；圖2是本發(fā)明一個具體實施例中實際卷徑計算效果與常用的西門子T400工藝板確定結(jié)果的比較。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
為描述方便，首先說明本發(fā)明方法中應(yīng)用的確定卷徑的原理根據(jù)機組同一速度段的各傳動線速度相等的原理，考慮到參考輥的輥徑為一常量，通過開卷機和該參考輥的編碼器反饋，就可以確定出此時開卷機的卷徑。即
K1*N1/T＝K2*N2/T，其中，K1為開卷機的脈沖當量(即單位脈沖的位移量)、N1為開卷機本周期的脈沖數(shù)、T為采樣周期、K2為參考輥的脈沖當量、N2為參考輥本周期的脈沖數(shù)。
由于采樣周期一致，因此以上等式相當于K1*N1＝K2*N2。
而脈沖當量K＝Π*D/M/I，其中D為當前輥徑、M為馬達旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)、I為齒輪比；于是，以上等式轉(zhuǎn)換成D1*N1/M1/I1＝D2*N2/M2/I2，由于M，I都是常量，由馬達的自身特點決定，因此可得方程等式為D1＝K*D2*N2/N1。
本發(fā)明方法具體實施例即基于以上的原理，結(jié)合PLC(ProgrammableLogic Controller，可編程控制器)編程以確定實際生產(chǎn)中得卷徑，應(yīng)用于于冷軋機組上。具體包括步驟一、理解卷徑計算的原理，在硬件組態(tài)時配置好開卷機和標準輥的編碼器信號輸入模板，并接好相應(yīng)的接線；步驟二、編制讀取編碼器反饋信號的具體軟件程序，一般系統(tǒng)可能將編碼器信號輸入高速計數(shù)模板后，供PLC讀?。徊襟E三、查詢機組傳動參數(shù)表，獲取開卷機和標準輥的每圈編碼器計算值，標準輥的實際輥徑，以及它們的齒輪箱減速比，從而計算該傳動的脈沖當量。步驟四、編制具體卷徑計算的程序，考慮開卷機卷徑計算的選擇點，每計算一次將開卷機和標準輥的編碼器累加計數(shù)值清零，以便開卷機下一圈重新計算；步驟五、根據(jù)卷徑計算的精度要求，在PLC相應(yīng)的執(zhí)行周期里調(diào)用該卷徑計算的程序。
在上述方法中，原始編碼器計數(shù)值與計算過程無關(guān)，無需在計算過程中對編碼器計數(shù)本身進行操作；并且PLC只累加每周期編碼器的計數(shù)變化，當累加結(jié)果超過開卷機旋轉(zhuǎn)一圈的計數(shù)時，計算一次當前卷徑，并將累加值清零。本方法確定卷徑的精度受PLC調(diào)用周期的影響，即開卷機旋轉(zhuǎn)一周的編碼器累加計數(shù)若在短周期中執(zhí)行，偏差較小，一般要求周期不能超過50MS。但目前一般控制系統(tǒng)的處理速度都能夠滿足該要求。
必須指出在實際PLC計算時還必須考慮現(xiàn)場特點，以及一些相關(guān)因素。由于酸洗機組的來料卷并不象后道機組那樣規(guī)則，開卷機的卷徑可能呈現(xiàn)不規(guī)則的橢圓型或其它形狀，因此卷徑計算不能每周期進行，而在開卷機每旋轉(zhuǎn)一周時，計算一次。這樣，基本保證每次的計算點幾乎在同一位置，計算結(jié)果也基本在兩個帶鋼厚度左右，而不會因來料的不規(guī)則，造成一圈內(nèi)計算結(jié)果偏差超大。
如圖1所示，是本發(fā)明一個具體實施例中卷徑計算點的選擇和偏移的示意圖，當卷徑計算點卷徑計算點選擇B和選擇A會存在明顯偏差，如圖所示為OA＞OB。
在PLC的程序?qū)崿F(xiàn)時，應(yīng)將N1，N2的脈沖數(shù)每周期分別進行累加，當N1(即開卷機的脈沖數(shù))到達或超過開卷機旋轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)時，觸發(fā)利用以上公式確定當前卷徑，并在確定后將N1，N2的累加器清零，以便下次計算重新開始。
除了需考慮開卷機卷徑的不規(guī)則外，實際的卷徑確定還增加了計算方向的聯(lián)鎖。由于開卷機的卷徑在正常運行時一直處于減小的趨勢，若本次的確定結(jié)果比上次的小，則認為計算正常；若本次確定結(jié)果反比上次的大，則保留上次的確定值，不予更新。
必須指出，卷徑確定需要一定的條件開卷機上已有鋼卷，且芯軸已漲開；開卷機已進入機組，即已焊接，與標準輥處于同一速度段；開卷機與標準輥之間已建張，確保該兩個傳動的線速度一致；PLC的該程序執(zhí)行周期直接影響計算精度，要求周期不能超過50MS。因此PLC確定卷徑并不是從上卷后就開始，此時該卷尚未進入機組，該開卷機尚未建立正常運行張力，與標準輥也不可能速度同步，所以真正的卷徑確定是在焊接結(jié)束后，正常運行的情況下才可開始的。
綜上所述，雖然本發(fā)明中PLC采用的確定方法并不復(fù)雜，但從實際效果來看卻非?？尚?，與西門子T400工藝板的標準計算非常貼近，并且因PLC計算是在開卷機旋轉(zhuǎn)一周時進行的，而不象T400每周期確定一次，從而從原理上避免了因來料不規(guī)則而造成的卷徑偏差。具體效果可見圖2，其中DB232.DBD176所表示的曲線為西門子T400工藝板計算的卷徑，DB232.DBD192所表示的曲線為PLC計算的卷徑，AD56_ENTRY_SPEED表示的為入口段速度曲線。從實際的曲線圖可以看出，兩者計算卷徑的結(jié)果基本一致。
需強調(diào)本發(fā)明卷徑確定的方法對所有需要確定卷徑，并具備確定條件的生產(chǎn)線都可以適用，并不局限于冷軋機組，也不局限于開卷機，卷取機的卷徑確定也可以使用該方法，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在具體的程序中無需創(chuàng)造性工作即可作一定的改動。
權(quán)利要求
1.一種利用編碼器信號確定卷徑的方法，其特征在于，包括步驟一、配置并連接開卷機和標準輥的編碼器信號輸入模板硬件；步驟二、編制可自動讀取編碼器反饋信號的程序；步驟三、查詢機組傳動參數(shù)表，以獲取開卷機和標準輥的每圈編碼器計算值、標準輥的實際輥徑以及齒輪箱減速比，計算該傳動的脈沖當量；步驟四、按卷徑計算方程編制卷徑計算程序，所述程序可以確定開卷機卷徑計算的選擇點，且程序每計算一次應(yīng)將開卷機和標準輥的編碼器累加計數(shù)值清零，以便開卷機下一圈重新計算；所述卷徑計算方程為D1＝K*D2*N2/N1，其中K為脈沖當量，D1、D2為輥徑，N1為開卷機本周期的脈沖數(shù)，N2為參考輥本周期的脈沖數(shù)；步驟五、根據(jù)卷徑計算的精度要求，在可編程控制器執(zhí)行周期里調(diào)用步驟四所述卷徑計算的程序，確定卷徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用編碼器信號確定卷徑的方法，其特征在于，所述可編程控制器只累加每周期編碼器的計數(shù)變化，當累加結(jié)果超過開卷機旋轉(zhuǎn)一圈的計數(shù)時，計算一次當前卷徑，并將累加值清零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述利用編碼器信號確定卷徑的方法，其特征在于，可運用于冷軋機組，該冷軋機應(yīng)滿足開卷機上已有鋼卷，且芯軸已漲開；開卷機已進入機組，即已焊接且與標準輥處于同一速度段；開卷機與標準輥之間已建張，并確保傳動的線速度一致；可編程控制器的所述卷徑計算程序程序執(zhí)行周期不超過50MS。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用編碼器信號確定卷徑的方法，包括配置并連接開卷機和標準輥的編碼器信號輸入模板硬件；編制可自動讀取編碼器反饋信號的程序；查詢機組傳動參數(shù)表，以獲取開卷機和標準輥的每圈編碼器計算值、標準輥的實際輥徑以及齒輪箱減速比，計算該傳動的脈沖當量；按卷徑計算方程編制卷徑計算的程序，程序可以確定開卷機卷徑計算的選擇點，且程序每計算一次應(yīng)將開卷機和標準輥的編碼器累加計數(shù)值清零，以便開卷機下一圈重新計算；根據(jù)卷徑計算的精度要求，在可編程控制器執(zhí)行周期里調(diào)用卷徑計算的程序，確定卷徑。本發(fā)明方法由于結(jié)合采用安裝在傳動上的編碼器反饋，能較為準確地確定卷徑。
文檔編號G05B19/04GK101042575SQ20061002494
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者王超, 肖萌萌, 夏曉東 申請人:上海寶信軟件股份有限公司