飞剪自动控制方法

剪切工艺在造纸、塑料、冶金(板带/线材/棒材)等自动控制领域内被广泛应用。目前有离合器式、摆槽式、启停式等几种常用方式。飞剪机作为生产线的关键设备，它的控制精度及其稳定性、可靠性对于生产线的连续生产起到至关重要的作用。

T400工艺模板是一个32位CPU板，具有极高的运算能力和强大功能。它可以装于西门子交流变频器6SE70和直流变流器6RA70中，通过双口 RAM(内存)快速地对其进行高级工艺控制。T400模块的最快执行周期小于lms，适合于对交流、直流驱动器做复杂(具有大量的运算)，高精度和高速的控制，这种情况下普通的PLC (可编程逻辑控制器)是不能满足控制要求的。

从飞剪自动控制系统方案角度，分为以工艺板T400为控制核心的剪切系统与以 PLC为控制核心的剪切系统两种。从硬件上讲，以PLC为核心的剪切系统对PLC要求较高，并且还需要连接各种传感器的I/O模块和高速计数模板以采集数据，模块的性能直接影响到剪切系统的稳定性。PLC发送的主给定等数据通过网络传输给传动设备。而工艺板T400 直接装于传动设备的插槽内，本身集成了 DI/D0、ΑΙ/Α0、编码器接线的外部端子，数据直接与传动装置内存交换，从而大大减少了数据的交换时间。PLC因其固有的系统扫描时间和数据在网络上传输的时间，必然会影响到剪切精度。从经济成本方面考虑工艺板T400可以节约大量费用。

在软件方面，用PLC编写的剪切程序，程序量非常大，要耗费大量的时间精力，而且通用性不强，他人想调整程序非常困难。工艺板T400可以选择带西门子标准剪切软件和自编程软件两种。带西门子标准剪切软件的T400工艺板内已经固化好程序，只能通过修改外部参数来调整，无法看到程序内部，成本高，遇到问题时不利于分析解决，并且标准程序比较复杂，有很多不常用的功能。而通过自编程软件可易于修改调整，程序运行可靠稳定，通用性强，剪切精度高。

目前，在生产过程中，飞剪根据生产不同的品种和不同的轧制速度水平，飞剪工作在不同的速度下，一般从电机的额定速度30%到100%之间。按照传统的定斜率启动剪切方式，为了满足最高速度时的剪切启动时间，斜坡函数发生器的上升时间需要设定很小，通常在0. 1 0. 15s之间，导致启动电流大；在轧制大规格产品需要低速剪切时，飞剪还是按照最高速时的剪切启动斜率工作。这样，生产线长期运行，对电机的冲击很大，对电机和剪机设备寿命都有很多影响，并且造成大量的电能浪费。

另外，为了使飞剪每次剪切后都能准确回到初始位置，通常速度环采用比例积分控制(PI控制)，获得较好的闭环控制效果。但是，由于PI调节是有差调节，如果参数匹配不好的话，尤其是高速飞剪，飞剪在停止位附近经常抖动，机械振动大。

另外，在飞剪的速度检测和位置检测过程中，各需要一个脉冲编码器，使得系统中需要检测的元件多，系统故障率高。发明内容

本发明的目的在于提供一种飞剪自动控制方法及其系统，使得能以变斜率的方式启动飞剪，从而使飞剪启动电流大大减小，节约电能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种飞剪自动控制方法，包含以下步骤

根据生产速度轧制水平，得到飞剪在到达入切角时所需的目标剪切速度；

根据所述飞剪在到达入切角时的目标剪切速度，计算所需的启动上升时间；

以所述计算的启动上升时间所对应的启动斜率，启动所述飞剪。

本发明的实施方式还提供了一种飞剪自动控制系统，包含

时间计算模块，用于根据飞剪在到达入切角时的目标剪切速度，计算所需的启动上升时间，其中，所述目标剪切速度根据生产速度轧制水平得到；

启动模块，用于以所述时间计算模块计算的启动上升时间所对应的启动斜率，启动所述飞剪。

本发明实施方式相对于现有技术而言，根据飞剪在到达入切角时的目标剪切速度，计算所需的启动上升时间，以计算的启动上升时间所对应的启动斜率，启动飞剪。也就是说，通过计算求出飞剪在不同目标剪切速度下所需要的启动上升时间，实现飞剪的变斜率启动。由于根据生产速度轧制水平，保证不同速度下采用不同的启动斜率，即在保证剪切入切角时达到剪切速度的前提下，采用不同的启动斜率值。因此当轧制大规格产品需要低速剪切时，飞剪无需按照最高速时的剪切启动斜率工作，使得飞剪启动电流大大减小，有效节约了电能。

另外，在低速时速度调节器采用纯比例控制。由于速度环采用纯比例控制，是无差调节，并通过调整位置差的延时时间来撤销使能和速度设定信号，以消除纯比例控制所带来的偏差。既能保证停止位置准确又能使飞剪在停止位不抖动。

另外，也可以在低速时通过增加用于检测飞剪实际速度的脉冲编码器的测量周期，使飞剪在停止位不抖动，无机械振动。由于脉冲编码器是速度闭环控制系统中实际速度的检测元件。低速时，如果测量周期越小，测量到速度实际值波动就越频繁，速度实际值波动越频繁，速度调节器调节也越频繁，导致飞剪在停止位抖动。如果增大低速时的测量周期，可以使速度实际值波动频率减弱，从而使速度调节器调节频率减弱，达到减小飞剪在停止位抖动的问题。

另外，剪刃位置和测速共用同一个编码器，通过接近开关清零。通过将测速和位置反馈共用一个增量型编码器，可以减少一个编码器。由于减少了外围设备，也就可以减少维修故障点，从而使得故障率得到有效降低。

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