專利名稱：無需編碼器參與的連鑄撓性引錠桿控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連鑄機自動化控制領(lǐng)域，具體地說是無需編碼器參與的連鑄撓性引錠桿控制方法。
背景技術(shù)：
在連鑄機設(shè)備中引錠桿是引導(dǎo)鋼坯從結(jié)晶器拉過拉矯機的關(guān)鍵設(shè)備，每一次開澆前都需要將引錠桿從引錠存放機構(gòu)通過拉矯機送到結(jié)晶器內(nèi)，準備澆注，澆注開始后引錠桿引導(dǎo)鋼坯拉過拉矯機，通過脫錠設(shè)備使鋼坯與引錠桿分離，引錠桿重新回到存放機構(gòu)，等待下次開澆。連鑄的引錠桿分為鋼性和撓性(鏈式)兩種，對于小方坯，連鑄機拉矯機的數(shù)量較 少，而使用剛性引錠桿；而對于大方坯、板坯或圓坯，拉矯機數(shù)量比較多，因而通常使用撓性引錠桿。鋼性引錠桿一般通過限位機構(gòu)控制引錠桿的動作，PLC通過限位機構(gòu)可以判斷引錠桿在鑄機中的具體位置，從而發(fā)出指令控制拉矯輥、拉矯電機的動作。撓性引錠桿無限位機構(gòu)而且拉矯機數(shù)量眾多，因此，如何準確判斷引錠桿在拉矯機中位置并實現(xiàn)自動送退引錠桿，以更準確更便捷的將引錠順利送入結(jié)晶器，對保證高效的生產(chǎn)節(jié)奏有很重要的意義。撓性引錠桿在整個動作的區(qū)域內(nèi)，因拉矯機數(shù)量比較多，離鋼坯很近，因此無法加裝很多限位，目前通常使用編碼器來判斷引錠桿的位置，通過PLC采集編碼器發(fā)來的信號，判斷引錠桿在拉矯機中的具體位置，通過PLC控制拉矯機和拉矯輥的動作來完成整個送退引錠過程。這種采用編碼器定位控制引錠桿的送返實現(xiàn)整個動作自動運行的控制過程中，編碼器成為實現(xiàn)自動送返引錠桿的關(guān)鍵部件，一旦編碼器出現(xiàn)故障，會因為PLC無法判斷引錠桿在拉矯內(nèi)的具體位置造成無法將引錠桿正常送入結(jié)晶器而影響正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種無需編碼器參與的連鑄撓性引錠桿控制方法，以取代編碼器，從而解決因編碼器出現(xiàn)故障而導(dǎo)致正常生產(chǎn)受到影響的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的
無需編碼器參與的連鑄撓性引錠桿控制方法，包括以下步驟
步驟一，在送、退引錠桿過程中，人為確定引錠桿頭部、尾部沿行進方向超越拉矯機拉矯輥中心線特定距離X的位置點為引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點；以末端拉矯機的拉矯輥中心位置為“O”點，根據(jù)各拉矯機拉矯輥之間的距離，拉矯輥與結(jié)晶器內(nèi)的距離，計算出各架拉矯機的拉矯輥的引錠頭、引錠尾模擬限位點的位置值；
步驟ニ，收到送引錠啟動信號，所有拉矯輥自動抬起，引錠桿當(dāng)前位置自動置位為“O”；步驟三，啟動輥道，將引錠桿向拉矯機輸送，當(dāng)引錠頭到達末端拉矯機的引錠頭模擬限位點時，輥道自動停止；
步驟四，末端拉矯機拉矯輥自動壓下，同時，將引錠桿當(dāng)前所處的位置值自動置位為“引錠頭與末端拉矯輥間距”；
步驟五，拉矯機啟動，繼續(xù)送引錠，同時，程序開始讀取拉矯變頻器速度反饋值，并計算出引錠桿的速度和當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置；所述引錠桿的速度按下述公式計算V=Vt/P · JI-D- T/27648，其中，V代表引錠桿的速度，該速度值與拉矯機變頻器反饋速度值相等;Vt代表拉矯電機的額定轉(zhuǎn)速，P代表拉矯機減速機的變比，D代表拉矯輥的直徑，T代表當(dāng)前PLC讀取變頻器的反饋速度，27648為量綱，T取值在(Γ27648之間，T/27648反映人為選取的拉矯機拉矯輥轉(zhuǎn)動速度的大小。通過公式可獲得引錠桿實際的速度，速度単位為米/分，PLC每500ms發(fā)出ー個脈沖，V1=V/120,根據(jù)Vl得出每500ms時間內(nèi)引錠桿運動的距離SI，將SI值進行累加，得出當(dāng)前引錠頭的行走距離S (単位米)，確定當(dāng)前引錠頭相對于末端拉矯機拉矯輥中心線所處位置值；根據(jù)引錠桿長度，即得到當(dāng)前引錠尾部所在位置；
步驟六，在送引錠過程中，不斷將當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位位置、引錠尾模擬限位位置進行比較；當(dāng)引錠頭到達某ー拉矯機的引錠頭模 擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓下；當(dāng)引錠尾到達某ー拉矯機的引錠尾模擬限位點吋，則該拉矯機的拉矯輥抬起；直到將引錠桿頭部送到結(jié)晶器內(nèi)的規(guī)定位置，拉矯機自動停止，準備澆鑄；
步驟七，檢測拉矯機是否處于澆鑄模式還是送引錠模式，若為澆鑄模式，進入步驟八，若為送引錠模式進入步驟九；
步驟八，處于澆鑄模式下，開澆信號到來后，拉矯機啟動開始澆鋳，在拉鋼過程中，不斷將先行的引錠尾、在后的引錠頭所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點、引錠頭模擬限位點的位置進行比較；當(dāng)先行的引錠尾到達某ー拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點吋，則該拉矯機的拉矯輥壓下；當(dāng)在后的引錠頭引導(dǎo)鋼坯到達某ー拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓カ由高壓轉(zhuǎn)為低壓，依次類推，直到引錠桿拉出拉矯機，所有拉矯輥壓カ均轉(zhuǎn)為低壓，至拉鋼結(jié)束，系統(tǒng)停止；
步驟九，處于送引錠模式下，收到退引錠信號，拉矯機啟動退引錠過程，在退引錠過程中，不斷將先行的引錠尾、在后的引錠頭所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點、引錠頭模擬限位點的位置進行比較；當(dāng)先行的引錠尾到達某ー拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓下；當(dāng)在后的引錠頭到達某ー拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥抬起，依次類推，直到引錠桿退到最后ー架拉矯輥自動抬起時，退引錠過程結(jié)束，系統(tǒng)停止。本發(fā)明利用數(shù)字電路真值表的規(guī)律，在程序中模擬出每架拉矯機引錠頭限位點、引錠尾限位點的位置，在送、退過程中，根據(jù)拉矯機變頻器轉(zhuǎn)速反饋、減速機變比、拉矯輥輥徑等參數(shù)，計算出當(dāng)前引錠頭、引錠尾位置，與程序模擬出的的引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點的位置進行比較，決定各個拉矯輥的壓下、抬起或壓カ調(diào)整的動作，從而取代編碼器的控制，實現(xiàn)自動送退引錠桿的程序。本發(fā)明的控制方法無需現(xiàn)場維護人員維護，精度與編碼器控制相同，現(xiàn)場使用效果明顯，可以全面運行于撓性引錠桿連鑄機上。


圖I為計算引錠頭、引錠尾模擬限位點所在位置值的流程圖。
圖2為計算引錠頭、引錠尾實際位置值的流程圖。圖3為送引錠過程控制流程圖。圖4為澆鑄過程控制流程圖。圖5為退引錠過程控制流程圖。圖6為連鑄機設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進ー步說明
在連鑄接性引徒桿控制中，首先人為確定，在送引徒桿過程中，各拉矯機拉矯棍中心線前后特定距離X的點為引錠頭模擬限位點I、引錠尾模擬限位點2，圖I、圖6所示，自末端 拉矯機4起至第一拉矯機6 (末端起第η架拉矯機)止，各拉矯機拉矯輥中心線之間的距離依次為LI、L2……Ln-Ι，第一拉矯輥與結(jié)晶器5內(nèi)的距離M,以末端拉矯機的拉矯輥中心位置為“O”點，計算出各拉矯輥引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點的位置值末端拉矯輥引錠頭模擬限位點的位置值為X、引錠尾模擬限位點的位置值為-X，末端起第二拉矯輥引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點的位置值為Ll+X、L1-X,第一拉矯輥(末端起第η架拉矯輥)引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點的位置值分別為(L1+L2+……+Ln-I)+X、(L1+L2+......+Ln-1) _Χ，末端拉矯機到達結(jié)晶器內(nèi)的距尚為L1+L2+......+Ln-1+M。本發(fā)明中，引錠頭或引錠尾所在位置以及引錠頭模擬限位點I、引錠尾模擬限位點2的位置值，均是以末端拉矯機4拉矯輥中心位置為零點而言。在送引徒桿時，弓I徒頭到達末端拉矯機的弓I徒頭ホ吳擬限位點時，末端拉矯機拉矯輥壓下，啟動拉矯機開始送引錠，當(dāng)引錠頭到達Ll+Χ模擬限位點時，末端起第二架拉矯機拉矯輥壓下，以此類推，當(dāng)引錠頭到達(L1+L2+……+Ln-1)+X模擬限位點時，末端起第η架拉矯機拉矯輥壓下。當(dāng)引錠尾到達-X模擬限位點時，末端拉矯機拉矯輥抬起，當(dāng)引錠尾到達Ll-X模擬限位點時，末端起第二架拉矯機拉矯輥抬起，以此類推，當(dāng)引錠尾到達
(L1+L2+......+Ln-I )-Χ模擬限位點時,末端起第η架拉矯機拉矯棍抬起,直到引錠桿送入結(jié)
晶器相應(yīng)位置后，送引錠過程結(jié)束。同理，在退引錠桿時，在先的引錠尾到達(L1+L2+……+Ln-1)-X引錠尾模擬限位點時，末端起第η架拉矯機拉矯輥壓下，在后的引錠頭到達(L1+L2+……+Ln-1)+X引錠尾模擬限位點時，第η架拉矯機拉矯輥抬起或者壓カ降低，直到引錠桿拉出拉矯機，退引錠過程結(jié)束。連鑄撓性引錠桿控制包括送引錠模式和澆鑄模式，所述送引錠模式包括送引錠過程以及完成送引錠后因故未進行澆鑄時的退引錠過程。所述澆鑄模式是指完成送引錠后，實施正常澆鑄的過程，此時，在后的引錠頭拉帶有鋼坯。送引錠過程包括以下步驟
圖3所示，在步驟31中，選擇送引錠模式。在步驟32中，收到送引錠啟動信號，所有拉矯機的拉矯輥自動抬起，引錠桿當(dāng)前位置自動置位為“O”。在步驟33中，啟動輥道3，將引錠桿送入拉矯機，當(dāng)引錠頭到達末端拉矯機的引錠頭模擬限位點時，輥道自動停止。在步驟34中，末端拉矯機拉矯輥自動壓下，同時，將引錠頭當(dāng)前所處的位置自動置位為“引錠頭與最后ー架拉矯輥間距”即前面所述的特定距離值X。步驟35中，拉矯機啟動，開始送引錠。步驟36中，在送引錠過程中，不斷將當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點的位置進行比較。在步驟37中，每當(dāng)引錠頭到達末端起第η架拉矯機的引錠頭模擬限位點((L1+L2+……+Ln-1)+X)的位置吋，該拉矯機的拉矯輥壓下；在步驟38中，每當(dāng)引錠尾到達末端起第η架拉矯機的引錠尾模擬限位點(L1+L2+……+Ln-D-X)的位置吋，該拉矯機的拉矯輥抬起。在送引錠過程中，隨著引錠的行迸，自末端拉矯機的拉矯輥開始，各拉矯機的拉矯輥依次壓下，再依次抬起。在步驟39中，將引錠桿送到結(jié)晶器內(nèi)部相應(yīng)位置后，拉矯機自動停止，送引錠過程完畢。澆鑄過程包括以下步驟
圖4所示，在步驟41中，澆鑄開始，選擇澆鑄模式。步驟42中，收到開澆信號后，拉矯機反向啟動，開始澆鑄。在步驟43中，在澆鑄過程中，不斷將先行的引錠尾、在后的引錠頭所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點、引錠頭模擬限位點的位置進行比較；步驟44中，當(dāng)先行的引錠尾到達末端起第η架拉矯機的引錠尾模擬限位點(L1+L2+……+Ln-1)-X)的位置吋，則該拉矯機的拉矯輥壓下；步驟45中，當(dāng)在后的引錠頭到達末端起第 η架拉矯機的引錠頭模擬限位點((L1+L2+……+Ln-1)+X)的位置吋，則該拉矯機的拉矯輥不抬起，僅拉矯輥壓カ由高壓自動轉(zhuǎn)為低壓；步驟46中，隨著引錠桿引導(dǎo)鋼坯拉出拉矯機，所有拉矯輥均轉(zhuǎn)為低壓壓下狀態(tài)。步驟47中，脫錠后，開啟輥道，將引錠桿運走，鑄機繼續(xù)拉鋼。如果因故未進行澆鑄，則仍選擇送引錠模式，這種模式下的退引錠過程如下
如圖5所示，步驟51中，選擇送引錠模式。步驟52中，收到退引錠信號，拉矯機反向啟動，開始退引錠過程。在步驟53中，退引錠過程中，不斷將先行的引錠尾、在后的引錠頭當(dāng)前所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點、引錠頭模擬限位點的位置值進行比較；在步驟54中，當(dāng)先行的引錠尾到達末端起第η架拉矯機的引錠尾模擬限位點(L1+L2+……+Ln-1)-X)的位置吋，則該拉矯機的拉矯輥壓下；步驟55中，當(dāng)在后的引錠頭到達末端起第η架拉矯機的引錠頭模擬限位點((L1+L2+……+Ln-1) +X)的位置吋，則該拉矯機的拉矯棍抬起；步驟56中，隨著在后的引徒頭到達末端拉矯機拉矯棍的引徒頭限位點時，所有拉矯機的拉矯輥抬起，開啟輥道將引錠桿運走，退引錠過程結(jié)束。引錠頭、引錠尾當(dāng)前實際位置值計算過程
圖2所示，根據(jù)拉矯機電機額定轉(zhuǎn)速、拉矯機減速機變速比、拉矯輥的直徑及PLC對變頻器的給定大小的值，計算模塊自動計算出拉矯機拉矯輥轉(zhuǎn)動速度即引錠桿的速度和當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置。計算公式=V= (Vt/P) X JI XDX T/27648 ;或V=Vt/P · ji · D ·T/27648 -K ;其中V代表引錠桿的速度；Vt代表拉矯電機的額定轉(zhuǎn)速，P代表拉矯機的減速比，D代表拉矯輥的直徑，T代表當(dāng)前PLC讀取變頻器的速度反饋，27648為量綱，T取值在(Γ27648之間，T/27648反映人為選取的拉矯機拉矯輥轉(zhuǎn)動速度的大小。K為修正系數(shù)，一般情況下，K=l，特殊情況下(長期生產(chǎn)中，因拉矯輥磨損導(dǎo)致輥徑變小等造成的計算誤差)，根據(jù)具體情況選取K值進行矯正。通過公式可獲得引錠桿實際的速度(単位為米/分)，PLC每500ms發(fā)出ー個脈沖，V1=V/120,根據(jù)Vl得出每500ms時間內(nèi)引錠桿運動的距離SI，將SI值進行累加，得出當(dāng)前引錠頭的實際行走距離S (単位米)，從而確定當(dāng)前引錠頭部所在位置；根據(jù)引錠桿長度，即得到當(dāng)前引錠尾所在位置。相對于退引錠過程或澆鑄過程，按上述方法計算出的是在先的引錠尾所在的位置值，然后，根據(jù)引錠桿長度，即得到在后的引錠頭所在位置。本控制方法通過在送、退引錠過程中，不斷將當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位位置、引錠尾模擬限位位置進行比較；以便控制各拉矯輥的抬起或壓下，以完成送、退引錠的過程和澆鑄過程。本發(fā)明的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性大大增強，不會出現(xiàn)因編碼器故障導(dǎo)致的無法送退引錠桿的情況出現(xiàn)，而且送退精度滿足生產(chǎn)要求。 由于本發(fā)明通過軟件實現(xiàn)引錠桿的定位問題，不需要編碼器采集數(shù)據(jù)，程序自動判斷引錠桿位置，因此，省去了對編碼器的人工維護工作，降低了使用成本。
權(quán)利要求
1. 一種無需編碼器參與的連鑄撓性引錠桿控制方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，在送、退引錠桿過程中，人為確定引錠桿頭部、尾部沿行進方向超越拉矯機拉矯輥中心線特定距離X的位置點為引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點；以末端拉矯機的拉矯輥中心位置為“O”點，根據(jù)各拉矯機拉矯輥之間的距離，拉矯輥與結(jié)晶器內(nèi)的距離，計算出各架拉矯機的拉矯輥的引錠頭、引錠尾模擬限位點的位置值； 步驟二，收到送引錠啟動信號，所有拉矯輥自動抬起，引錠桿當(dāng)前位置自動置位為“O”；步驟三，啟動輥道，將引錠桿向拉矯機輸送，當(dāng)引錠頭到達末端拉矯機的引錠頭模擬限位點時，輥道自動停止； 步驟四，末端拉矯機拉矯輥自動壓下，同時，將引錠桿當(dāng)前所處的位置值自動置位為“引錠頭與末端拉矯輥間距”； 步驟五，拉矯機啟動，繼續(xù)送引錠，同時，程序開始讀取拉矯變頻器速度反饋值，并計算出引錠桿的速度和當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置；所述引錠桿的速度按下述公式計算V=Vt/P · JI · D · T/27648，其中，V代表引錠桿的速度；Vt代表拉矯電機的額定轉(zhuǎn)速，P代表拉矯機減速機的變比，D代表拉矯輥的直徑，T代表當(dāng)前PLC讀取變頻器的反饋速度，27648為量綱，T取值在(Γ27648之間，T/27648反映人為選取的拉矯機拉矯輥轉(zhuǎn)動速度的大小，通過公式可獲得引錠桿實際的速度，速度單位為米/分，PLC每500ms發(fā)出一個脈沖，V1=V/120,根據(jù)Vl得出每500ms時間內(nèi)引錠桿運動的距離SI，將SI值進行累加，得出當(dāng)前引錠頭的行走距離S (單位米)，確定當(dāng)前引錠頭相對于末端拉矯機拉矯輥中心線所處位置值；根據(jù)引錠桿長度，即得到當(dāng)前引錠尾部所在位置； 步驟六，在送引錠過程中，不斷將當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位位置、引錠尾模擬限位位置進行比較；當(dāng)引錠頭到達某一拉矯機的引錠頭模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓下；當(dāng)引錠尾到達某一拉矯機的引錠尾模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥抬起；直到將引錠桿頭部送到結(jié)晶器內(nèi)的規(guī)定位置，拉矯機自動停止，準備澆鑄； 步驟七，檢測拉矯機是否處于澆鑄模式還是送引錠模式，若為澆鑄模式，進入步驟八，若為送引錠模式進入步驟九； 步驟八，處于澆鑄模式下，開澆信號到來后，拉矯機啟動開始澆鑄，在拉鋼過程中，不斷將先行的引錠尾、在后的引錠頭所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點、引錠頭模擬限位點的位置進行比較；當(dāng)先行的引錠尾到達某一拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓下；當(dāng)在后的引錠頭引導(dǎo)鋼坯到達某一拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓力由高壓轉(zhuǎn)為低壓，依次類推，直到引錠桿拉出拉矯機，所有拉矯輥壓力均轉(zhuǎn)為低壓，至拉鋼結(jié)束，系統(tǒng)停止； 步驟九，處于送引錠模式下，收到退引錠信號，拉矯機啟動退引錠過程，在退引錠過程中，不斷將先行的引錠尾、在后的引錠頭所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點、引錠頭模擬限位點的位置進行比較；當(dāng)先行的引錠尾到達某一拉矯機拉矯輥的引錠尾模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥壓下；當(dāng)在后的引錠頭到達某一拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位點時，則該拉矯機的拉矯輥抬起，依次類推，直到引錠桿退到最后一架拉矯輥自動抬起時，退引錠過程結(jié)束，系統(tǒng)停止。
全文摘要
一種無需編碼器參與的連鑄撓性引錠桿控制方法，包括以下步驟確定引錠頭模擬限位點、引錠尾模擬限位點；在送、退引錠過程中，不斷將當(dāng)前引錠頭、引錠尾所在位置與各拉矯機拉矯輥的引錠頭模擬限位位置、引錠尾模擬限位位置進行比較；以便控制各拉矯輥的抬起或壓下，以完成送、退引錠的過程和澆鑄過程。本發(fā)明的控制方法無需使用編碼器，從而解決因編碼器出現(xiàn)故障而導(dǎo)致正常生產(chǎn)受到影響的技術(shù)問題。
文檔編號B22D11/18GK102825235SQ201210361818
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者楊緒, 薛輝, 王宏林, 郭進濤, 張文學(xué) 申請人:石家莊華海冶金科技有限公司