CERI起停式飞剪控制原理

*V
N —夹送辊转速标么值
V —夹送辊线速度(m/s) Dw —夹送辊工作辊径(mm) I —夹送辊减速比 Ne —夹送辊电机最高转速(rpm)
12.夹送辊控制
• 夹送辊速度超前率设定 夹送辊闭合前其实际线速度必须大于或等于轧件线速度，为确保上 述条件，必须设置大于1的速度超前率。超前率必须能够覆盖以下误 差： -工作辊径估计的误差 -轧件线速度估计的误差 • 夹送辊与轧机间连钢的条件下速度给定始终迭加有超前率 • 夹送辊与轧机间连钢且夹送辊闭合时其速度被轧机拖住而自动与轧机 同步。 • 夹送辊与轧机不连钢的条件下，且轧件脱离出口轧机时，速度给定不 迭加超前率，夹送辊线速度给定跟随轧机出口速度。
CERI起停式飞剪 控制原理
（培训提纲）
Final stand
Pinchroll
Shear
HMD-0
HMD-1
HMD-2
M
M
M M PG PG PG T400 MasterDrive
A B Z
CBP
A B Z
A B Z
profibus
Siemens S7-300 PLC
Start_stop shear skematic diagram
5.轧件线速度测量
• 线速度等于脉冲当量乘以脉冲频率 V=LPP*f/1000
– V—线速度（m/s） – LPP—脉冲当量 – f—脉冲频率
6.剪刃位置控制
• 飞剪剪刃位置控制是由T400模块(含 CERISTAR飞剪控制软件)与传动装置共同 组成的高精度的伺服控制系统。 控制结构上由内到外依次是电流环、速度 环、位置环。 • 剪刃位置检测：飞剪电机轴端增量编码器 与原位标定接近开关共同完成。
6.剪刃位置控制
• 剪刃坐标定义：剪刃闭合时为0，原位为 1024，剪刃一周为4096。 • 原位搜索 • 原位标定：搜索原位开关位置，在机旁操 作箱上操作。
6.剪刃位置控制
原位标定步骤
• 当按飞剪投入/原位按钮后，飞剪剪刃位置不在正常位置时，需要进行原位标定。 剪刃位置偏移的原因： 原位接近开关的档板松了 原位接近开关有问题 重新下装了程序 找不到剪刃位置的原因： 找不到接近开关 送到APM模块的脉冲有问题 原位标定步骤： 在就地操作箱上选择就地操作，就地指示灯亮； 按住就地箱上的故障响应钮，再按一下飞剪 “投入/原位” 钮，系统进入原位标定状 态，飞剪 “投入/原位” 灯闪烁； 待系统搜索到剪刃原位接近开关停止后，飞剪 "投入/原位" 灯继续闪烁，操作反点停_正点操作开关，进行正反向点动操作，使剪刃垂直闭合； 再按下飞剪关断按钮，标定结束。 按一下飞剪 “投入/原位” 钮，待系统搜索到剪刃原位接近开关停止后，飞剪 “投 入/原 位" 灯常亮，观察剪刃是正常位置，再按一下单剪切钮，进一步观察剪刃位置。
Shear control cubicle
1.C百度文库RI飞剪系统主要特点：
• • • • • 操作简单 维护方便 工作稳定 剪切精度高 最大的产品收得率
2.CERI飞剪系统主要功能：
2.1 工艺控制功能
• • • • • • • • • • • • • • • • 自动切头控制 自动切尾控制 自动碎段控制 倍尺分段剪切控制 分段剪切优化设定控制 分段剪切优化调整控制 棒材尾钢末端伸出控制 脉冲当量突变剔除控制 倍尺根数调整（20段） 倍尺长度调整（20段） 1＃热检容错功能 分段飞剪应急剪切 分段飞剪采样控制 单剪切控制 就地点动控制 首根附加长度可变
11.主要诊断功能
• 测长记录
– – – – – – – – 原始测量值 测量平均，辊径导出，实际在用 改写辊径 清除记录 连续及单次记录 剩余长度，调整定尺根数 预测总长，实测总长， 误差及补偿
• 优化监控
12.夹送辊控制
1.夹送辊速度控制
• 夹送辊线速度与转速的关系
N
60000 * i
* Dw * n e
9.模拟剪切
• 目的：全面检验控制系统的完好性 • 条件：出口轧机必须运转（发脉冲） • 参数：轧件通过时间；轧件间隔时间； 轧件线速度（>6m） • 说明：模拟剪切通过后，证明飞剪系统 完好，到现场确认热检位置没偏 移，即具备过钢条件。在速度超 前率合适的情况下，如果出现堵 钢，应查找导槽问题。
2.CERI飞剪系统主要功能：
2.2 飞剪系统自身基本控制功能
• • • • • •
• • • • • • •
自动测长测速 位置闭环控制 可变加速度控制 模拟剪切功能 传动测试功能 快速原位标定功能
2.3 彩色触模屏人机接口主要功能
全中文界面 飞剪控制功能的选择 飞剪控制参数的设定 飞剪工作状态显示 飞剪辅助诊断功能 润滑压力监控 故障报警功能
11.主要诊断功能
• 故障报警 – 灯光及音响（故障响应按钮灯） – 故障响应（音响解除）及复位――双击故障响应按钮 • 报警画面 – 闪动按钮 – 报警内容显示及响应 • 热检诊断 – HMD-0后沿计数 – HMD-1前沿计数 – HSC预设定计数 – HMD-2前沿计数 – STROBE 1计数 – HMD-2后沿计数 – STROBE 2计数
3.飞剪控制系统配置
• PLC
– CPU – 数字输入输出模块DI/DO
• 全数字直流传动 • 集中操作台（含HMI）CS，机旁操作箱CB
4.轧件长度测量及剪切长度控制
• 脉冲数与长度的关系—脉冲当量 轧件通过长度L=N*LPP
– N: 成品轧机编码器输出脉冲增量 – LPP:脉冲当量,即单位脉冲对应的轧件长度 mm, 当成品轧机工作辊径不变时，LPP基本为常数。 – L与N成正比，长度测量变成脉冲计数。
4.轧件长度测量及剪切长度控制
• 从工作辊径计算脉冲当量—辊径优先 （理论计算法） LPP=*Dw/(PPR*i)
– – – – LPP—脉冲当量 Dw—工作辊径 PPR—编码器每转脉冲数 i—轧机减速箱速比
4.轧件长度测量及剪切长度控制
• 通过两个HMD测量脉冲当量—测量优先 （直接测量法） LPP=L/N
12.夹送辊控制
2.夹送辊开闭控制
• 两种可选的夹送方式： - 全夹—轧件头部通过HMD-2且短延时结束后闭合，直到 轧件尾部离开HMD-2时打开； - 夹尾—轧件尾部离开HMD-1时闭合，轧件尾部离开HMD-2 时打开。 • 两种方式的适用情况 - 全夹适用于轧件前进阻力比较大，需要牵引的场合； (全夹包括夹尾)。 - 夹尾的目的是满足飞剪切尾控制需要，同时保证轧件尾 部同其它倍尺一样，在离开飞剪时才开始随辊道加速，以 便于冷床停位控制的一致性
3.飞剪控制系统配置
3.1 机械部分： • 由电机、齿轮减速箱、剪机以及碎料收集装 置组成。 • 剪机为组合式结构，分三种形式：回转式、 曲柄式，曲柄+飞轮。 • 碎料收集装置：带有剪前转辙器，带有剪后 切废导板，左右料箱，料箱切换溜槽。
3.飞剪控制系统配置
3.2 电气部分 • 检测元件：
– – – – – – – HMD-0、HMD-1、HMD-2 轧线出口脉冲编码器 电机轴脉冲编码器 原位接近开关 润滑油压力开关 飞轮投入接近开关 曲柄投入接近开关
飞剪变加速度控制起起制动波形图
V
100%
50%
S
25%
S
t t/2 t
8.分段长度控制
• 成品长度Ld：按实际冷剪定尺长度设定 • 倍尺根数Nd：上冷床长度包含成品长度的 个数 • 附加长度La：按冷剪齐头、齐尾长度及飞 剪剪切误差、HMD1-2间距离测量误差等 因素设定 • 冷缩率K：为轧件冷态长度与热态长度的 比值，0.98~0.99。 • 常规分段长度：Lc=（Ld*Nd+La）/ K
10.应急分段剪切
• 应急最基本的条件：在来自出口机架脉冲信号有故障时或HMD_1或 HMD_2有故障时采用，当轧线速度稳定时，也可获得较好的剪切精 度。 • 轧线出口编码器故障—速度强制 – 轧线出口编码器正常—辊径优先 • 热金属检测器HMD1故障—HMD1离线 • 热金属检测器HMD2故障—HMD2离线 • 下游机架脉冲故障—下游离线(切头切尾剪） • 分段延时时间：系统计算参考时间，根据实际剪切长度适当修正 （分段剪） • 注意事项： – 无优化，注意控制出钢间隔 – 有首根附加长度，可适当调整尾长
12.夹送辊控制
3.夹送辊张力控制 • 夹送辊张力控制通过速度环输出电流限幅 实现。 • 夹送辊闭合后且与轧机连钢时自动进入电 流限幅即张力控制状态。 • 夹送辊张力电流整定为额定电流的50%
8.分段长度控制
• 常规分段长度的调整方法： – 倍尺根数调整：每段可调，以便最后一段获得 合适长度，用于手动优化。 – 倍尺长度微调：在轧件钢温不匀，出现固定误 差时使用。 – 说明：飞剪剪切精度不是指设定长度与实际长 度的差值，而是钢上冷床对齐后，参差误差。 设定与实际偏差的原因是冷缩率不准、脉冲当 量偏差、出口速度波动等原因造成的。
•
7.飞剪剪切周期控制
• 位置控制：由T400自动实现 • 速度控制：HMI上速度超前率设定（考虑入切角） • 加速度控制：与剪刃速度平方成正比。 – 剪刃起动距离恒定—便于剪切长度控制 – 剪刃起动距离恒定 S=V2 /2a，使控制简洁，剪切准确。 – 起动力矩T与加速度a成正比。如剪切速度20m/s时，起 动电流为2倍额定电流,剪切速度10m/s时, 起动电流为 0.5倍额定电流。 – 轧制速度下降后，飞剪起动力矩以平方的关系迅速下 降，冲击电流大大减小，可大大减小飞剪起动对传动 装置及机械的冲击，延长设备使用寿命，同时还可以 节省能源。
4.轧件长度测量及剪切长度控制
– 测量优先：LPP准确度高，能自动适应辊径变 化（优） 易产生随机误差（缺）， 弥补办法：将测量记录多次平均。 注意测量记录平均值的记忆性，在辊径突变 或模拟剪切后应将测量记录清零。
4.轧件长度测量及剪切长度控制
• 清除测量记录的几种情况：
– – – – 出口机架切换 进入退出模拟剪切 轧线长时间停止15以上(可能换辊) 手动清除：诊断功能，测量记录，清除
– LPP—脉冲当量 – L—HMD-1~HMD-2之间的距离 – N—轧机头部通过HMD-1~HMD-2时记录的脉 冲数
• 计算工作辊径： Dw=LPP*PPR*i/
4.轧件长度测量及剪切长度控制
• 以上两种方法的优缺点：
– 辊径优先：LPP值稳定不变（优） 辊径估计不准，辊径变化不能自（缺）。 好的工艺师对工作辊径的估计误差为1%左 右， 一般的工艺人员对工作辊径的估计误差 一般为3-5%。 工作辊径的变化原因：轧辊压下量调整，轧 辊磨损，轧辊温度变化引起的轧辊变形等等。