CN106527334B - 一种无缝管生产中的变速轧制控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无缝管生产中的变速轧制控制装置及方法，所述变速轧制控制装置包括中央控制单元、直流调速装置、轧制主电机、数据检测装置，其中，所述中央控制单元通过Profibus‑DP总线与所述直流调速装置连接，用于向所述直流调速装置发送控制指令；所述直流调速装置与所述轧制主电机连接，用于根据所述控制指令控制所述轧制主电机的运行；所述数据检测装置与所述中央控制单元连接，用于检测所述轧制主电机带动的待加工管件上未加工部分的长度，并将长度数据发送至所述中央控制单元；所述中央控制单元还用于根据所述长度数据调整向所述直流调速装置发送的控制指令。本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置可提高成品管件的质量。

Description

一种无缝管生产中的变速轧制控制装置及方法

技术领域

本发明涉及管件加工技术领域，特别是涉及一种无缝管生产中的变速轧制控制装置及方法。

背景技术

目前，一些难变形金属比如铌等，在老式(曼式)穿孔机、轧制机上进行加工操作的过程中，需要技术人员时刻参数，并在不同的加工阶段，适当的调整对应的参数以确保加工的正常进行。但是由于人为操作造成的滞后性，会导致加工管件的穿透性很差，成品质量低，且穿孔时间长，效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种无缝管生产中的变速轧制控制装置，可提高成品管件的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无缝管生产中的变速轧制控制装置，所述变速轧制控制装置包括中央控制单元、直流调速装置、轧制主电机、数据检测装置，其中，

所述中央控制单元通过Profibus-DP总线与所述直流调速装置连接，用于向所述直流调速装置发送控制指令；

所述直流调速装置与所述轧制主电机连接，用于根据所述控制指令控制所述轧制主电机的运行；

所述数据检测装置与所述中央控制单元连接，用于检测所述轧制主电机带动的待加工管件上未加工部分的长度，并将长度数据发送至所述中央控制单元；所述中央控制单元还用于根据所述长度数据调整向所述直流调速装置发送的控制指令。

可选的，所述变速轧制控制装置还包括：

监控装置，所述监控装置通过Profibus-DP总线与所述直流调速装置连接，所述直流调速装置获取所述轧制主电机当前的运行参数并发送至所述监控装置。

可选的，所述变速轧制控制装置还包括：

液压站，所述液压站通过Profibus-DP总线与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元控制所述液压站中各个液压缸的启停；

多个接近开关，对应各个液压缸设置，且与所述中央控制单元连接，用于获取各个液压缸的启停动作信号并发送至所述中央控制单元。

可选的，所述变速轧制控制装置还包括：

润滑站，所述润滑站通过Profibus-DP总线与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元控制所述润滑站中各个润滑设备的启停；

报警装置，对应各所述润滑设备设置，且与所述中央控制单元连接，用于在对应的润滑设备非正常工作时产生报警信号并发送至所述中央控制单元；

润滑检测装置，对应各所述润滑设备设置，且与所述中央控制单元连接，用于检测对应润滑设备的启停动作信号并发送至所述中央控制单元。

可选的，所述变速轧制控制装置还包括：

模式切换按钮，与所述中央控制单元连接，用于控制所述中央控制单元的工作模式为半自动或者自动；

启停切换按钮，与所述中央控制单元连接，用于控制所述中央控制单元的工作状态为启动或者停止。

可选的，所述变速轧制控制装置还包括：

工控机，所述工控机通过Profibus总线与所述中央控制单元连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置通过设置中央控制单元、直流调速装置及轧制主电机，使得中央控制单元通过直流调速装置控制轧制主电机的运行，并根据数据检测装置检测到的未加工部分的长度调整轧制主电机的运行状态，使得轧制主电机带动待加工管件准确进行不同阶段的加工处理，以提高成品管件的质量。

本发明的目的是提供一种无缝管生产中的变速轧制控制方法，可提高成品管件的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无缝管生产中的变速轧制控制方法，使用上述无缝管生产中的变速轧制控制装置，其中，所述变速轧制控制方法包括：

向直流调速装置发送第一控制指令，以控制轧制主电机以第一设定转速运行，使得所述轧制主电机带动待加工管件进行低速咬钢；

在咬钢完成且延时到设定时间后，向所述直流调速装置发送第二控制指令，以提高所述轧制主电机的转速，使得所述轧制主电机带动所述待加工管件按照轧制参数进行变速轧制；

判断检测装置检测到的待加工管件上未加工部分的长度是否达到设定阈值；

如果达到，则向所述直流调速装置发送第三控制指令，以降低所述轧制主电机的转速，使得所述轧制主电机以第二设定转速带动所述待加工管件进行低速抛钢；否则继续变速轧制。

可选的，所述变速轧制控制方法还包括：

在抛钢完成后，检测成品管件是否达到预定要求，如果达到则输出所述成品管件，否则修正所述轧制参数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明无缝管生产中的变速轧制控制方法通过直流调速装置控制轧制主电机的运行，并根据数据检测装置检测到的未加工部分的长度调整轧制主电机的运行状态，使得轧制主电机带动待加工管件准确进行不同阶段的加工处理，以提高成品管件的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置的模块结构示意图；

图2为本发明无缝管生产中的变速轧制控制方法的流程图；

图3为本发明无缝管生产中的变速轧制控制方法的具体实施例的流程图。

符号说明：

中央控制单元—1，直流调速装置—2，轧制主电机—3，数据检测装置—4，监控装置—5，液压站—6，润滑站—7，工控机—8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种无缝管生产中的变速轧制控制装置，通过设置中央控制单元、直流调速装置及轧制主电机，使得中央控制单元通过直流调速装置控制轧制主电机的运行，并根据数据检测装置检测到的未加工部分的长度调整轧制主电机的运行状态，使得轧制主电机带动待加工管件准确进行不同阶段的加工处理，以提高成品管件的质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置包括中央控制单元(Programmable Logic Controller，PLC)1、直流调速装置2、轧制主电机3、数据检测装置4。

其中，所述PLC 1通过Profibus-DP总线与所述直流调速装置2连接，用于向所述直流调速装置2发送控制指令；所述直流调速装置2与所述轧制主电机3连接，用于根据所述控制指令控制所述轧制主电机3的运行；所述数据检测装置4与所述PLC 1连接，用于检测所述轧制主电机3带动的待加工管件上未加工部分的长度，并将长度数据发送至所述PLC 1；所述PLC 1还用于根据所述长度数据调整向所述直流调速装置发送的控制指令。

其中，所述轧制主电机3采用具有增量式PI调节器的双闭环调速系统，保障电机转速的控制精度。

进一步地，本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置还包括监控装置5，所述监控装置5通过Profibus-DP总线与所述直流调速装置2连接，所述直流调速装置2获取所述轧制主电机3当前的运行参数并发送至所述监控装置5。其中，所述运行参数包括速度、电流、电压中至少一者。在本实施例中，所述直流调速装置2为6RA70。

可选的，本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置还包括液压站6及多个接近开关(图中未示出)。其中，所述液压站6通过Profibus-DP总线与所述PLC 1连接，所述PLC 1控制所述液压站中各个液压缸的启停；多个接近开关，对应各个液压缸设置，且与所述中央控制单元连接，用于获取各个液压缸的启停动作信号并发送至所述PLC1。

具体的，对液压站和液压分散站的控制，包括液压站的启停以及各个操作点的液压电磁阀控制也就是各个液压缸的动作，液压缸的动作结果可以靠机械上安装的接近开关反映到PLC1的操作点和操作台。

可选的，本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置还包括润滑站7、报警装置及润滑检测装置。其中，所述润滑站7通过Profibus-DP总线与所述PLC1连接，所述PLC1控制所述润滑站中各个润滑设备的启停；所述报警装置对应各所述润滑设备设置，且与所述PLC1连接，用于在对应的润滑设备非正常工作时产生报警信号并发送至所述PLC1；所述润滑检测装置对应各所述润滑设备设置，且与所述PLC1连接，用于检测对应润滑设备的启停动作信号并发送至所述PLC1。

具体的，润滑站的润滑设备包括润滑站电动机、净环池电机、平床过滤机。各润滑设备的报警信号可通过数字量输入点经过Profibus-DP反馈给PLC1的操作点和操作台。

进一步地，可根据来料及生产规格调用轧制数据库选择工作模式。具体的，本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置还包括模式切换按钮及启停切换按钮。其中，所述模式切换按钮与所述PLC1连接，用于控制所述PLC1的工作模式为半自动或者自动；所述启停切换按钮与所述PLC1连接，用于控制所述PLC1的工作状态为启动或者停止，以保障生产安全。

优选方案，本发明无缝管生产中的变速轧制控制装置还包括工控机8，所述工控机8通过Profibus总线与所述PLC1连接，以对生产过程中的机电设备等继续拧检测与控制。

此外，本发明的另一目的是无缝管生产中的变速轧制控制方法，通过直流调速装置控制轧制主电机的运行，并根据数据检测装置检测到的未加工部分的长度调整轧制主电机的运行状态，使得轧制主电机带动待加工管件准确进行不同阶段的加工处理，以提高成品管件的质量。

如图2所示，本发明无缝管生产中的变速轧制控制方法使用上述的无缝管生产中的变速轧制控制装置。具体的，本发明无缝管生产中的变速轧制控制方法包括：

步骤100：向直流调速装置发送第一控制指令，以控制轧制主电机以第一设定转速运行，使得所述轧制主电机带动待加工管件进行低速咬钢。

步骤200：在咬钢完成且延时到设定时间后，向所述直流调速装置发送第二控制指令，以提高所述轧制主电机的转速，使得所述轧制主电机带动所述待加工管件按照轧制参数进行变速轧制。

步骤300：判断检测装置检测到的待加工管件上未加工部分的长度是否达到设定阈值。在本实施例中，所述设定阈值为500mm。

步骤400：如果达到，则向所述直流调速装置发送第三控制指令，以降低所述轧制主电机的转速，使得所述轧制主电机以第二设定转速带动所述待加工管件进行低速抛钢；否则执行步骤200继续变速轧制。

优选方案，本发明无缝管生产中的变速轧制控制方法还包括：

在抛钢完成后，检测成品管件是否达到预定要求，如果达到则输出所述成品管件，否则修正所述轧制参数。

下面以一具体实施例进行介绍：

如图3所示，首先接通电源按下启动按钮；启动液压站、润滑站；选择工作模式(在本实施例中，该处的工作模式为半自动模式)，同时设置来料尺寸、生产规格；然后从数据库中调取轧制参数，为轧制操作提供参考依据；在送进机启动后，中央控制单元向直流调速装置发送第一控制指令，使得所述轧制主电机带动待加工管件进行低速咬钢；在咬钢完成后，延时t秒(可根据需要在中央控制单元中提前设置)；中央控制单元向直流调速装置发送第二控制指令，使得所述轧制主电机带动所述待加工管件按照轧制参数进行变速轧制；判断检测装置检测到的待加工管件上未加工部分的长度是否达到500mm，如果是，则中央控制单元向直流调速装置发送第三控制指令，使得所述轧制主电机带动所述待加工管件进行低速抛钢，否则继续变速轧制；在抛钢完成后，检测成品管件是否达到预定要求，如果是，则自动输出成品管件，否则修正轧制参数，重复上述步骤。

本发明中轧制主电机在开始轧制时以低速运行，延时一定的时间后，分步提速，之后分步降速，当轧制结束前检测到即将完成轧制时速度下降，进行低速抛出，这样控制可以提高管件的质量又可以提高轧制率。

此外，高速轧制能够缩短穿孔时间，使得顶头的热负荷降低，提高顶头耐用度，避免由于穿孔时间长造成顶头寿命缩短暂致使影响生产。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置包括中央控制单元、直流调速装置、轧制主电机、数据检测装置，其中，

所述中央控制单元通过Profibus-DP总线与所述直流调速装置连接，用于向所述直流调速装置发送控制指令；

所述直流调速装置与所述轧制主电机连接，用于根据所述控制指令控制所述轧制主电机的运行；

所述数据检测装置与所述中央控制单元连接，用于检测所述轧制主电机带动的待加工管件上未加工部分的长度，并将长度数据发送至所述中央控制单元；所述中央控制单元还用于根据所述长度数据调整向所述直流调速装置发送的控制指令；

其中，所述轧制主电机采用具有增量式PI调节器的双闭环调速系统。

2.根据权利要求1所述的无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置还包括：

监控装置，所述监控装置通过Profibus-DP总线与所述直流调速装置连接，所述直流调速装置获取所述轧制主电机当前的运行参数并发送至所述监控装置。

3.根据权利要求1所述的无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置还包括：

液压站，所述液压站通过Profibus-DP总线与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元控制所述液压站中各个液压缸的启停；

多个接近开关，对应各个液压缸设置，且与所述中央控制单元连接，用于获取各个液压缸的启停动作信号并发送至所述中央控制单元。

4.根据权利要求1所述的无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置还包括：

润滑站，所述润滑站通过Profibus-DP总线与所述中央控制单元连接，所述中央控制单元控制所述润滑站中各个润滑设备的启停；

报警装置，对应各所述润滑设备设置，且与所述中央控制单元连接，用于在对应的润滑设备非正常工作时产生报警信号并发送至所述中央控制单元；

润滑检测装置，对应各所述润滑设备设置，且与所述中央控制单元连接，用于检测对应润滑设备的启停动作信号并发送至所述中央控制单元。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置还包括：

模式切换按钮，与所述中央控制单元连接，用于控制所述中央控制单元的工作模式为半自动或者自动；

启停切换按钮，与所述中央控制单元连接，用于控制所述中央控制单元的工作状态为启动或者停止。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的无缝管生产中的变速轧制控制装置，其特征在于，所述变速轧制控制装置还包括：

工控机，所述工控机通过Profibus总线与所述中央控制单元连接。

7.一种无缝管生产中的变速轧制控制方法，其特征在于，使用根据权利要求1-6中任一项所述的无缝管生产中的变速轧制控制装置，其中，所述变速轧制控制方法包括：

向直流调速装置发送第一控制指令，以控制轧制主电机以第一设定转速运行，使得所述轧制主电机带动待加工管件进行低速咬钢；

在咬钢完成且延时到设定时间后，向所述直流调速装置发送第二控制指令，以提高所述轧制主电机的转速，使得所述轧制主电机带动所述待加工管件按照轧制参数进行变速轧制；

判断检测装置检测到的待加工管件上未加工部分的长度是否达到设定阈值；

如果达到，则向所述直流调速装置发送第三控制指令，以降低所述轧制主电机的转速，使得所述轧制主电机以第二设定转速带动所述待加工管件进行低速抛钢；否则继续变速轧制。

8.根据权利要求7所述的无缝管生产中的变速轧制控制方法，其特征在于，所述变速轧制控制方法还包括：

在抛钢完成后，检测成品管件是否达到预定要求，如果达到则输出所述成品管件，否则修正所述轧制参数。