本發(fā)明屬于高線生產(chǎn)線后區(qū)的緩冷收集自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種旋轉(zhuǎn)臺(tái)在兩種工藝模式下的自動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)：

高線生產(chǎn)線后區(qū)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)是緩冷收集區(qū)中重要的設(shè)備，很大程度上決定了緩冷收集的生產(chǎn)節(jié)奏、溫度控制效果、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。

旋轉(zhuǎn)臺(tái)根據(jù)工藝模式要求，接收運(yùn)輸輥道送來(lái)的盤(pán)卷，并把盤(pán)卷送到相應(yīng)工藝要求的緩冷通道的運(yùn)輸輥道上；工藝流程對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的停位控制精度要求很高，這也是旋轉(zhuǎn)臺(tái)的控制難度，如何通過(guò)PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)系統(tǒng)合理地控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)的自動(dòng)運(yùn)輸盤(pán)卷順序動(dòng)作，提高旋轉(zhuǎn)臺(tái)位置控制的精度，以及提高運(yùn)送效率，對(duì)于提升國(guó)內(nèi)高線緩冷收集區(qū)的自動(dòng)控制水平和生產(chǎn)線的產(chǎn)能，都具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了提高旋轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性和停位精準(zhǔn)性，獲得理想的生產(chǎn)節(jié)奏，提出一種旋轉(zhuǎn)臺(tái)在兩種工藝模式下的自動(dòng)控制方法；

具體步驟如下：

步驟一、工藝人員根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格及鋼坯中不同的合金成分，確定生產(chǎn)計(jì)劃并選擇工藝模式；

工藝模式包括：熱收集模式和冷收集模式；

針對(duì)中規(guī)格以上的盤(pán)卷，且含有特殊合金成分的鋼坯，采用熱收集模式對(duì)盤(pán)卷進(jìn)行緩冷，降低冷卻過(guò)程所產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

針對(duì)小規(guī)格盤(pán)卷，采用冷收集模式加長(zhǎng)盤(pán)卷的冷卻時(shí)間，保證后面的打包工序不燙。

步驟二、確定了工藝模式后，盤(pán)卷沿緩冷通道的運(yùn)輸輥道依次進(jìn)行傳送；

步驟三、當(dāng)盤(pán)卷到達(dá)兩條垂直緩冷通道上相交的某個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，判斷該旋轉(zhuǎn)臺(tái)是否正常工作，如果是，進(jìn)入步驟四，否則，采用手動(dòng)操控，并進(jìn)入步驟四；

步驟四、當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)處于裝載位等待接卷。

步驟五、當(dāng)盤(pán)卷送到當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)的托盤(pán)上并居中后，當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到達(dá)卸載位；

具體步驟如下：

步驟501、PLC控制系統(tǒng)對(duì)碼盤(pán)進(jìn)行標(biāo)定，并記錄當(dāng)前碼盤(pán)的脈沖數(shù)為標(biāo)定時(shí)的脈沖數(shù)。

選擇某一旋轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定后，PLC系統(tǒng)記錄當(dāng)前碼盤(pán)的脈沖數(shù)，進(jìn)而計(jì)算旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的實(shí)際角度，同時(shí)把此時(shí)的機(jī)械實(shí)際角度標(biāo)定為零度，標(biāo)定完成。

步驟502、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的絕對(duì)位置編碼器進(jìn)行實(shí)際位置的檢測(cè)，并將碼盤(pán)數(shù)發(fā)送給PLC控制系統(tǒng)；

步驟503、PLC控制系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)定時(shí)的脈沖數(shù)及當(dāng)前收到的實(shí)際脈沖數(shù)計(jì)算實(shí)際角度；

位置角度的計(jì)算公式如下所示：

實(shí)際角度＝(實(shí)際脈沖數(shù)-標(biāo)定時(shí)的脈沖數(shù))/總的脈沖數(shù)＊轉(zhuǎn)一圈的角度

步驟504、根據(jù)旋轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際角度和旋轉(zhuǎn)臺(tái)的目標(biāo)角度，通過(guò)APC控制器進(jìn)行裝載位和卸載位的自動(dòng)角度定位控制。

步驟505、APC控制器給出速度給定，由PLC系統(tǒng)通過(guò)DP網(wǎng)發(fā)給旋轉(zhuǎn)臺(tái)；

步驟506、旋轉(zhuǎn)臺(tái)按給定角度進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并到達(dá)卸載位。

步驟六、PLC系統(tǒng)判斷與當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)相連的運(yùn)輸輥道是否有空位，如果有，進(jìn)入步驟七；否則，繼續(xù)等待，直到前面的運(yùn)輸輥道上有空位；

步驟七、啟動(dòng)電機(jī)將盤(pán)卷輸送到與當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)相連的運(yùn)輸輥道上；

步驟八、旋轉(zhuǎn)臺(tái)將盤(pán)卷卸完成后自動(dòng)回轉(zhuǎn)到裝載位方向，等待下一次接卷。

步驟九、盤(pán)卷繼續(xù)沿緩冷通道的運(yùn)輸輥道依次傳送，并返回步驟三，直至結(jié)束。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)了緩冷收集區(qū)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的全自動(dòng)控制，通過(guò)合理控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)的邏輯動(dòng)作順序，提高了旋轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)行效率，通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度控制方法，使定位更加精準(zhǔn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種旋轉(zhuǎn)臺(tái)在兩種工藝模式下的自動(dòng)控制方法流程圖；

圖2是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度控制方法流程圖；

圖3是本發(fā)明熱收集模式下的盤(pán)卷運(yùn)行示意圖；

圖4是本發(fā)明冷收集模式下的盤(pán)卷運(yùn)行示意圖.

具體實(shí)施例

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提出了一種緩冷收集區(qū)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的邏輯動(dòng)作順序以及位置控制的全自動(dòng)控制方法，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：旋轉(zhuǎn)臺(tái)接卷命令和送卷命令，旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)及方向命令。如圖1所示，具體步驟如下：

步驟一、工藝人員根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格及鋼坯中不同的合金成分，確定生產(chǎn)計(jì)劃并選擇工藝模式；

工藝模式包括：熱收集模式和冷收集模式；不同的工藝模式下，盤(pán)卷的運(yùn)行路線不同；對(duì)重要旋轉(zhuǎn)臺(tái)的控制位置也不同。

兩種工藝模式的選擇，由工藝人員根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格及鋼坯中合金成分的不同來(lái)確定，并在生產(chǎn)計(jì)劃中明確，操作工根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃在HMI(Human Machine Interface，“人機(jī)界面”)上進(jìn)行相應(yīng)的選擇。

熱收集模式為：對(duì)于含有特殊合金成分的鋼坯，在軋制完成后盤(pán)卷需要在緩冷線上通過(guò)熱收集模式進(jìn)行進(jìn)一步的緩冷，降低冷卻過(guò)程所產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量；通常在生產(chǎn)中規(guī)格以上的產(chǎn)品，比如以上、有特殊合金成分的鋼坯。

冷收集模式為：大多數(shù)情況下采用的收集模式，延長(zhǎng)盤(pán)卷的冷卻時(shí)間，保證后面打包工序時(shí)打包不燙；通常生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品，以下的產(chǎn)品都采取這種工藝模式。

步驟二、確定了工藝模式后，盤(pán)卷沿緩冷通道的運(yùn)輸輥道依次進(jìn)行傳送；

步驟三、當(dāng)盤(pán)卷到達(dá)兩條垂直緩冷通道上相交的某個(gè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，判斷該旋轉(zhuǎn)臺(tái)是否正常工作，如果是，進(jìn)入步驟四，否則，采用手動(dòng)操控，并進(jìn)入步驟四；

步驟四、當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)處于裝載位等待接卷。

任何一種工藝模式下，該旋轉(zhuǎn)臺(tái)前邊的運(yùn)輸帶送盤(pán)卷過(guò)來(lái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)準(zhǔn)備接盤(pán)卷；旋轉(zhuǎn)臺(tái)初始處于裝載位等待盤(pán)卷。

步驟五、當(dāng)盤(pán)卷送到當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)的托盤(pán)上并居中后，當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到達(dá)卸載位；

旋轉(zhuǎn)臺(tái)的托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)接近開(kāi)關(guān)判斷盤(pán)卷是否送到托盤(pán)并居中，盤(pán)卷到位判斷如下：當(dāng)盤(pán)卷送到旋轉(zhuǎn)臺(tái)上并居中后，當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)的位置檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)1或0，PLC系統(tǒng)根據(jù)該信號(hào)判斷盤(pán)卷是否運(yùn)送到位，信號(hào)1表示盤(pán)卷運(yùn)送到位，信號(hào)0表示盤(pán)卷沒(méi)有運(yùn)送到位。

當(dāng)接近開(kāi)關(guān)判斷盤(pán)卷送到托盤(pán)上并居中后，前面的運(yùn)輸帶和托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作，同時(shí)打開(kāi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的抱閘，旋轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到達(dá)卸載位，朝卸貨位置旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到位后旋轉(zhuǎn)臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)，抱閘閉合。

如圖2所示，旋轉(zhuǎn)角度的具體控制步驟為：

步驟501、PLC控制系統(tǒng)對(duì)碼盤(pán)進(jìn)行標(biāo)定，并記錄當(dāng)前碼盤(pán)的脈沖數(shù)為標(biāo)定時(shí)的脈沖數(shù)。

由于機(jī)械加工制造精度引起的角度誤差會(huì)在旋轉(zhuǎn)臺(tái)工作一段時(shí)間后引起旋轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械實(shí)際角度與計(jì)算出來(lái)的控制實(shí)際角度有一定的偏差，因此，需要在出現(xiàn)該偏差后對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行標(biāo)定處理。在HMI畫(huà)面上有一個(gè)專(zhuān)門(mén)對(duì)所有旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行角度標(biāo)定處理的畫(huà)面，操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇是否要進(jìn)行角度標(biāo)定處理。選擇某一旋轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定后，PLC系統(tǒng)會(huì)記住當(dāng)前碼盤(pán)的脈沖數(shù)，供計(jì)算旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的實(shí)際角度時(shí)用，同時(shí)把此時(shí)的機(jī)械實(shí)際角度標(biāo)定為零度，標(biāo)定完成。

通常情況下，碼盤(pán)標(biāo)定在第一次運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)定位不準(zhǔn)時(shí)，就再次進(jìn)行碼盤(pán)標(biāo)定，這樣可清除碼盤(pán)的積累誤差。由于旋轉(zhuǎn)裝置的減速比太大可能會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)到位時(shí)碼盤(pán)的脈沖數(shù)很大，很容易發(fā)生溢出現(xiàn)象，因此把碼盤(pán)的脈沖數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型定義為雙整類(lèi)型，其它與碼盤(pán)脈沖數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)類(lèi)型也做同樣的處理，從而避免出現(xiàn)脈沖數(shù)溢出從而角度計(jì)算出錯(cuò)的現(xiàn)象。

步驟502、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的絕對(duì)位置編碼器進(jìn)行實(shí)際位置的檢測(cè)，并將碼盤(pán)數(shù)發(fā)送給PLC控制系統(tǒng)；

步驟503、PLC控制系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)定時(shí)的脈沖數(shù)及當(dāng)前收到的實(shí)際脈沖數(shù)計(jì)算實(shí)際角度；

位置角度的計(jì)算公式如下所示：

實(shí)際角度＝(實(shí)際脈沖數(shù)-標(biāo)定時(shí)的脈沖數(shù))/總的脈沖數(shù)＊轉(zhuǎn)一圈的角度

步驟504、根據(jù)旋轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際角度和旋轉(zhuǎn)臺(tái)的目標(biāo)角度，通過(guò)APC控制器進(jìn)行裝載位和卸載位的自動(dòng)角度定位控制。

旋轉(zhuǎn)臺(tái)根據(jù)旋轉(zhuǎn)命令，分別用APC控制器轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)載位和卸載位，并設(shè)定不同的目標(biāo)角度，速度拐點(diǎn)和比例系數(shù)，既能滿足運(yùn)動(dòng)周期的要求，又能滿足控制精度。

步驟505、APC控制器給出速度給定，由PLC系統(tǒng)通過(guò)DP網(wǎng)發(fā)給旋轉(zhuǎn)臺(tái)；

該速度給定既要滿足緩冷生產(chǎn)線對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)卷周期的要求，又要考慮旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備帶卷旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際的工作情況。

步驟506、旋轉(zhuǎn)臺(tái)按給定角度進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并到達(dá)卸載位。

步驟六、PLC系統(tǒng)判斷與當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)相連的運(yùn)輸輥道是否有空位，如果有，進(jìn)入步驟七；否則，繼續(xù)等待，直到前面的運(yùn)輸輥道上有空位；

步驟七、啟動(dòng)電機(jī)將盤(pán)卷輸送到與當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)相連的運(yùn)輸輥道上；

啟動(dòng)托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)送卷，同時(shí)后邊的運(yùn)輸帶也啟動(dòng)接卷，當(dāng)盤(pán)卷到位后；旋轉(zhuǎn)臺(tái)的所有電機(jī)都停止工作；

步驟八、旋轉(zhuǎn)臺(tái)將盤(pán)卷卸完成后自動(dòng)回轉(zhuǎn)到裝載位方向，等待下一次接卷。

步驟九、盤(pán)卷繼續(xù)沿緩冷通道的運(yùn)輸輥道依次傳送，并返回步驟三，直至結(jié)束。

實(shí)施例：

本發(fā)明是兩種工藝模式下旋轉(zhuǎn)臺(tái)的自動(dòng)控制方法，包括邏輯控制方法和角度控制方法兩部分。

兩種不同的工藝模式，如圖3所示的熱收集模式和如圖4所示的冷收集模式。不同工藝模式下，盤(pán)卷運(yùn)行路線不同，以圖中所示的752號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)、755號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)及622號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)為例，對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的控制位置也不同。

本實(shí)施例中，每條緩冷通道上包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置，每個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置均包括運(yùn)輸輥道和旋轉(zhuǎn)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)長(zhǎng)約1.8米，包括一個(gè)托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶有抱閘，為T(mén)型旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，有兩種控制位置：裝載位置和卸載位置。

如圖3所示，在熱收集模式下：752號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的裝載位是上下方向，當(dāng)其前方運(yùn)輸輥道把盤(pán)卷送到位后，它就旋轉(zhuǎn)到卸載位置即左右方向，卸卷完成后再回到裝載位等待；622號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)一直處于左右方向，在這種模式下不旋轉(zhuǎn)；755號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)在左右方向的裝載位等待接卷，其上的盤(pán)卷到位后就轉(zhuǎn)向卸載位上下方向卸卷，卸卷完后回到裝載位等待。

如圖4所示，在冷收集模式下：755號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)不旋轉(zhuǎn)，一直處于上下方向；752號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)在上下方向的裝載位等待接卷，接卷完成后轉(zhuǎn)到左右方向的卸卷位卸卷，卸卷后回到裝載位等待；622號(hào)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的裝載位是左右方向，待其接收好盤(pán)卷后，就轉(zhuǎn)向上下方向進(jìn)行卸卷，卸卷后回到裝載位等待。

兩種工藝模式下，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)作是相同的：當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)具備接卷?xiàng)l件，其前面的運(yùn)輸帶送卷過(guò)來(lái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，盤(pán)卷送到托盤(pán)上并居中后前面的運(yùn)輸帶和托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。然后打開(kāi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的抱閘，旋轉(zhuǎn)臺(tái)朝卸貨位置旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到位后停下來(lái)，抱閘閉合。啟動(dòng)托盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)送卷，同時(shí)緩冷通道上的運(yùn)輸帶也啟動(dòng)接卷，當(dāng)盤(pán)卷到位后都停止工作，旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)回到裝載位等待下次動(dòng)作。

位置控制方法及碼盤(pán)的標(biāo)定具體為：旋轉(zhuǎn)臺(tái)有4個(gè)停止位置：裝載位，裝載減速位，卸載位和卸載減速位。由安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的絕對(duì)位置編碼器進(jìn)行實(shí)際位置的檢測(cè)，通過(guò)DP網(wǎng)進(jìn)行碼盤(pán)反饋，傳輸給控制程序，PLC系統(tǒng)根據(jù)收到的碼盤(pán)數(shù)計(jì)算出當(dāng)前旋轉(zhuǎn)臺(tái)的實(shí)際角度，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)命令進(jìn)行定位控制。裝載位和卸載位定位必須精準(zhǔn)，才能保證正常接送盤(pán)卷。

位置控制部分包括碼盤(pán)標(biāo)定、位置角度計(jì)算及角度定位控制。

角度定位控制主要根據(jù)碼盤(pán)反饋檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)際角度和邏輯部分獲得旋轉(zhuǎn)臺(tái)的目標(biāo)角度，來(lái)進(jìn)行自動(dòng)角度控制(APC)，控制誤差在0.1°范圍內(nèi)。APC控制器，對(duì)于不同目標(biāo)角度有不同的速度給定，同時(shí)對(duì)于每個(gè)目標(biāo)實(shí)際角度的到位判斷也設(shè)有不同的死區(qū)。在實(shí)際的工作工程中，由于機(jī)械設(shè)備制造的缺陷引起旋轉(zhuǎn)臺(tái)在逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)和順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，角度誤差允許的范圍不同，同時(shí)對(duì)減速位置的處理也不同，針對(duì)這些問(wèn)題，在程序中對(duì)于兩種工藝模式下旋轉(zhuǎn)方向不同的控制情況，有不同的APC控制器，控制誤差根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定，對(duì)減速位也做同樣的處理，確保滿足旋轉(zhuǎn)臺(tái)控制精度要求。