基于带头跟踪系统在防止误穿带的应用

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1、基于带头跟踪系统在防止误穿带的应用　　摘要：带头跟踪系统是用于冷轧机组的重要系统，其主要功能是在带钢穿带的时候实时跟踪带头的位置，确保相关自动步可以顺利的进行。但在实际的生产过程中，由于每种带钢有各自的厚度、宽度、材质等属性，在穿带过程中带钢的带头经过夹送辊后有时会发生带头上翘或下翘的情况，导致带钢不能正常平稳穿带，严重时会穿带到机械的夹缝中，造成大量的带头废料，同时会撞坏相关的机械设备，给用户造成较大经济损失。基于这种情况，我们优化了带头跟踪系统，使它及时的自动发现误穿带，停止相关设备，发出诊断报警来提示操作人员。进而给

2、用户避免不必要的经济损失，同时提高了生产效率。　　关键词：带头跟踪；速度控制；应用　　1概述　　在一条现代化的连续带钢生产线的自动控制系统中，带头跟踪系统是冷轧机组入口段重要的组成部分。几乎所有的自动化带钢连续生产线，均需配备精确的带头跟踪系统用于控制产品的质量。在冷轧机组中，有些机组（例如热镀锌机组、连退机组）带钢来料很薄，一般在0.3毫米到2.0毫米之间。由于来料过薄，又有各种不同的材质。入口段虽然有矫直机来矫正带头、但是经过后面的夹送辊之后，带头依旧会发生上翘和下翘的情况，从而导致带头不能正常穿带。在无人监管的情况下

3、，穿带自动步依旧进行，一旦上翘或下翘的带头误碰到相关设备，这时会导致大量的带钢堆积在相关设备处，严重影响生产，同时导致大量的废钢产生。等待操作人员发现堆钢现象，为时已晚。而要切除大量的废钢，费时费力，严重影响整条机组正常生产，造成不必要的经济损失。经与现场人员的讨论及分析，一致同意优化带头跟踪系统，一旦发生堆钢、误穿带或误碰撞相关设备时，系统自动发出诊断报警提示操作人员去处理带头，同时停止相关的穿带自动步。进一步起到减少误穿带事故的概率、减少大量产生堆钢的现象、防止带头发生误碰撞现象、提高生产效率和减少经济损失。　　2带头

4、自动跟踪设计方案介绍　　带钢带头跟踪系统是冷轧机组基础自动化控制系统的一个主要的、相对高级的功能。可以实现对在冷轧机组入口段跟踪区域内运行的所有带钢上的精确的位置跟踪。在一条现代化的连续带钢生产线上，一个优秀的带钢带头跟踪系统不仅仅可以极其精确地跟踪在机组中移动的带头位置，指挥机组设备的动作（如抬棍和压棍），提供整个机组的一个友善的人机界面。　　2.1采集传动速度　　通过建立入口段主控PLC与传动之间Profibus网络，采集到了入口段的开卷机、夹送辊、转向辊和张力辊的速度。经过数据转换、单位换算成M/S.同时计算出每一个

5、扫描周期内辊子所转动的距离。为今后计算出带钢带头所走的距离提供必要的数据。　　2.2采集入口段光栅信号　　入口段的光栅信号在入口带头跟踪系统中起着重要的作用，既可以修正带头的实际位置又可以检测是否存在带钢。　　2.3分配入口各段距离　　根据现场的实际情况，首先定义一个零点位置，一般来说选用入口剪刀为参考零点。依次测量出入口段各设备到入口剪的实际距离。同时我们采集了带头剪切信号、来自HMI和L2的剪切命令、手自动切换模式等重要信号。　　2.4带头跟踪系统　　通过采集各类信号，经过巧妙逻辑组合。我们计算得出了入口带头实际所走的

6、行程，通过与工控机的通讯，将跟踪的结果显示在HMI画面上。　　3带头自动跟踪及速度控制实现　　3.1编码器在带头跟踪的应用　　编码器在机组运转期间，随着工作辊的转动，所绑定的编码器可以生成连续的脉冲信号。通过对脉冲进行连续的累积计数，可以描述带钢相对于工作辊的移动距离。通常，对于开卷机，带钢跟踪系统使用安装在速度辊上的编码器。对于安装在开卷机和转向辊上的脉冲生成器的脉冲测量精度（分辨率），其经验值分别为±0.1%和±1%。这些测量误差的产生是由于带钢在辊上出现的不期望的滑动。在带钢正向牵引辊上存在负滑动，反之，在带钢反向拖

7、曳辊上存在正滑动。　　为了实现精确的带钢带头跟踪，在机组入口段的重要位置处都安装有光栅探测器，用于执行必要的带头跟踪同步。带头跟踪同步可以修正编码器的累积误差和带钢在工作辊上所发生的滑动误差。　　3.2带钢步长计算　　通过读取对应传动编码器的值，比较上一个扫描周期编码器的值与当前编码器的值，我们判断出带钢向前或向后。同?r每0.5S读取一个所选传动的速度值，计算出0.5S内传动所走的距离，通过不断的累加传动所走的距离，即可得出带钢所走距离。我们将入口剪做为零点，入口剪到开卷机为负值，入口剪到焊机为正值。当开卷机开始开卷的时

8、候，将带钢的位置初始化，对应的传动一动，即可得出带钢实际位置，每到一个光栅，实现一次实际位置校正。带钢跟踪系统将使用安装在开卷机或转向辊上的编码器来计算步长：　　其中：StepLength：带钢步长；△：一个带头跟踪程序的循环周期内编码器反馈值的变化量Δ=New-Old　　New：当前周期所获得的编码器