[发明专利]圆坯开坯机自动化系统中自动位置控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及自动位置控制方法，更具体的说涉及一种圆坯开坯机自动化系统中自动位置控制方法。

背景技术

在冶金行业，各类轧机上均有大量的自动位置控制环节，通常的定位方式是将位置设定值与位置实际值的差值乘以常数作为速度给定值，当位置实际值达到停止区域后，将速度给定值置零，同时闭合抱闸。这种定位方式有缺陷：1.定位精度较差。2.当位置实际值接近位置设定值时，速度设定值偏小，变频器输出转矩不够，容易在位置设定值附近振荡。圆坯开坯轧机前后配有推床和钩式翻钢机。轧制过程为多道次往复轧制，每个道次根据轧制程序表要进入轧辊相应的孔槽轧制，必要时通过翻钢装置将轧件翻转。开坯机要实现全自动轧制，每一个轧制道次必须按轧制程序表快速、准确地完成自动辊缝调节、自动对轧槽、自动翻钢，因此压下电动机、推床和翻钢钩的位置精确定位至关重要。

发明内容

针对相关技术领域文献和以上现有技术的不足，在大量现有文献研究和长期在相关领域研发实践的基础上，本发明提出按电机加速度值实时计算速度给定斜波变化至相应的目标速度、根据当前速度给定和低速目标速度实时计算减速距离等理念，克服了现有技术中定位精度较差等技术难题，通过减速距离和速度给定在定位控制过程中实时计算，其值在PLC每个扫描周期同步更新，经逻辑判断后准确地发出减速及停止命令，实现被控设备精确定位的有益效果。本发明采用合理的运动控制策略，良好的控制算法，保证被控设备的控制精度，为圆坯开坯机实现全自动轧钢提供保障

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种圆坯开坯机自动化系统中自动位置控制方法，该方法包括以下步骤：步骤一、PLC模块通过绝对值编码器采集传动机构的实际位置S_F；步骤二、PLC的自动位置控制功能块根据目标位置设定值S_R和实际位置值S_F计算差值ΔS，判断设备实际位置所处的区域给出相应的速度给定V_R；步骤三、PLC计算出速度给定V_R通过变频器驱动电动机，对设备位置进行调节；步骤四、PLC在下一个执行周期再执行步骤一，直到达到目标位置停止。

所述步骤二的速度给定V_R计算，包括下步骤：步骤一、当ΔS＞D₂+D₃时，目标速度为高速V_H；此时若速度给定V_R＜V_H，则按加速度a₁斜坡上升输出给定，即PLC当前扫描周期的速度给定V_R＝V_R′+ΔV＝V_R′+a₁T，其中，D₂为低速距离，D₃为减速距离，V_R′为PLC上一扫描周期的速度给定，T为PLC扫描周期，a₁为电动机加速度；当V_R达到V_H，则V_R＝V_H并保持输出，即电动机在未到减速点前一直处于高速运行状态；步骤二、当D₁≤ΔS≤D₂+D₃时，目标速度为低速V_L；此时若V_R＞V_L，则按减速加速度a₂斜坡下降输出给定，即V_R＝V_R′-ΔV＝V_R′-a₂T；当V_R达到V_L，则V_R＝V_L并保持输出，即电动机在未到停止点前处于低速运行，其中a₂为电动机减速时的加速度；步骤三、当ΔS≤D₁时，目标速度为零；此时若V_R＞0，则按a₂斜坡下降输出给定直至V_R＝0，电动机减速至零，实际位置到达目标位置规定的精度范围内。