一種光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)機(jī)方法，包括傳動側(cè)液壓缸、傳動側(cè)壓力傳感器、傳動側(cè)磁尺、傳動側(cè)比例閥、傳動側(cè)閉環(huán)控制器、傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器、操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器、操作側(cè)壓力傳感器、操作側(cè)閉環(huán)控制器、操作側(cè)比例閥、操作側(cè)磁尺及操作側(cè)液壓缸，增設(shè)PID閉環(huán)控制器、位置反饋減法器、壓力反饋減法器、壓力給定減法器、位置給定減法器。在操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸按照各自給定位置或壓力伸縮過程中，如兩側(cè)液壓缸伸縮的速度相差較大，PID閉環(huán)控制器負(fù)責(zé)將兩側(cè)之間的位置或壓力偏差控制在要求的范圍內(nèi)。本發(fā)明可避免光整機(jī)投入過程中的快開和勒輥等缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失，減少光整機(jī)停機(jī)次數(shù)，提高機(jī)組作業(yè)率。
【專利說明】
一種光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于乳鋼自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種冷乳帶鋼熱鍍鋅光整機(jī)位置偏差與壓力偏差調(diào)整的閉環(huán)控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光整機(jī)是冷乳帶鋼熱鍍鋅工藝的核心設(shè)備之一，主要功能是與其后的拉矯機(jī)相配合，進(jìn)行定延伸率或恒乳制力控制。液壓自動控制是整個光整機(jī)控制理念的核心，此控制方法的優(yōu)劣，決定了光整產(chǎn)品的好壞，尤其對光整機(jī)投入過程中快開和勒輥缺陷控制有著重要的意義。
[0003]某冷乳廠熱鍍鋅線光整機(jī)液壓自動控制存在設(shè)計缺陷，經(jīng)常導(dǎo)致投入過程中快開和勒輥問題:
[0004]1、光整機(jī)位置控制是采用兩側(cè)單獨(dú)位置控制，在光整機(jī)投入過程中存在壓上位置動作不一致的情況，導(dǎo)致操作側(cè)(OS)與傳動側(cè)(DS)兩側(cè)壓上缸出現(xiàn)較大位差而造成快開，產(chǎn)生未光整缺陷。
[0005]2、光整機(jī)乳制力控制是兩側(cè)單獨(dú)乳制力控制，在位置環(huán)與乳制力環(huán)切換過程中存在操作側(cè)與傳動側(cè)兩側(cè)壓力偏差過大的情況，導(dǎo)致力差波動劇烈而產(chǎn)生勒印缺陷。
[0006]由于上述問題的存在，經(jīng)常導(dǎo)致光整機(jī)質(zhì)量缺陷上升，成為影響鍍鋅成材率的關(guān)鍵因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明裝置提供一種可在光整機(jī)投入過程中自動進(jìn)行位差和壓差調(diào)整，從而避免快開和勒輥缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量的光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)及方法。
[0008]為此，本發(fā)明所米取的解決方案是:
[0009]一種光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括傳動側(cè)液壓缸、傳動側(cè)壓力傳感器、傳動側(cè)磁尺、傳動側(cè)比例閥、傳動側(cè)閉環(huán)控制器、傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器、操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器、操作側(cè)壓力傳感器、操作側(cè)閉環(huán)控制器、操作側(cè)比例閥、操作側(cè)磁尺及操作側(cè)液壓缸，其特征在于，增設(shè)PID閉環(huán)控制器、位置反饋減法器、壓力反饋減法器、壓力給定減法器、位置給定減法器；PID閉環(huán)控制器分別連接傳動側(cè)比例閥與操作側(cè)比例閥，位置反饋減法器和壓力反饋減法器與PID閉環(huán)控制器的反饋通道連接，壓力給定減法器和位置給定減法器與PID閉環(huán)控制器的給定通道連接；位置反饋減法器和壓力反饋減法器分別連接傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器與操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器，壓力給定減法器分別連接傳動側(cè)壓力給定與操作側(cè)壓力給定，位置給定減法器分別連接傳動側(cè)位置給定與操作側(cè)位置給定。
[0010]一種光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制方法，包括光整機(jī)位置閉環(huán)控制和光整機(jī)壓力閉環(huán)控制，其具體控制方法為:
[0011]光整機(jī)位置閉環(huán)控制:
[0012]光整機(jī)位置控制過程中，操作側(cè)和傳動側(cè)根據(jù)現(xiàn)場實際需要分別給一個位置給定，操作側(cè)閉環(huán)控制器和傳動側(cè)閉環(huán)控制器根據(jù)各自的位置給定和各自磁尺的位置反饋，進(jìn)行各自的位置偏差計算，并根據(jù)各自的位置偏差量，再經(jīng)過各自閉環(huán)控制器的運(yùn)算，控制各自的比例閥開口度，進(jìn)而間接控制各自液壓缸伸出的位置，保證操作側(cè)與傳動側(cè)各自保持在要求的位置上；
[0013]在操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸按照各自給定位置伸縮過程中，如果發(fā)生操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸伸縮的速度相差±lmm/s時，PID閉環(huán)控制器負(fù)責(zé)將操作側(cè)與傳動側(cè)之間的位置偏差控制在_2_?+2_內(nèi)，即PID閉環(huán)控制器根據(jù)兩側(cè)位置偏差給定和兩側(cè)位置偏差反饋之間的差值，再經(jīng)過運(yùn)算，控制伸縮速度快的液壓缸的比例閥開口度減小，減緩其伸縮的速度，同時控制伸縮速度慢的液壓缸的比例閥開口度增加，加快其伸縮的速度，使操作側(cè)與傳動側(cè)之間的位置偏差被控制在給定的范圍內(nèi)。
[0014]光整機(jī)壓力閉環(huán)控制:
[0015]光整機(jī)壓力控制過程中，操作側(cè)和傳動側(cè)根據(jù)現(xiàn)場實際需要分別給一個壓力給定，操作側(cè)閉環(huán)控制器和傳動側(cè)閉環(huán)控制器根據(jù)各自的壓力給定和各自壓力傳感器的壓力反饋，進(jìn)行各自的壓力偏差計算，根據(jù)各自的壓力偏差量，再經(jīng)過各自閉環(huán)控制器的運(yùn)算，控制各自的比例閥開口度，間接控制各自液壓缸輸出的壓力，保證操作側(cè)與傳動側(cè)各自保持在要求的壓力；
[0016]在操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸按照各自給定壓力伸縮過程中，如果發(fā)生操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸輸出的壓力速度相差±10噸/UtPID閉環(huán)控制器負(fù)責(zé)將操作側(cè)與傳動側(cè)之間的壓力偏差控制在-20噸?+20噸內(nèi)，即PID閉環(huán)控制器根據(jù)兩側(cè)壓力偏差給定和兩側(cè)壓力偏差反饋之間的差值，再經(jīng)過運(yùn)算，控制壓力輸出速度快的液壓缸的比例閥開口度減小，降低其輸出壓力，同時控制壓力輸出速度慢的液壓缸的比例閥開口度加大，提高其輸出壓力，使操作側(cè)與傳動側(cè)之間的壓力偏差被控制在給定的范圍內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:
[0018]本發(fā)明可在光整機(jī)投入過程中自動進(jìn)行位差和壓差調(diào)整，從而避免快開和勒輥等缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失，并減少光整機(jī)停機(jī)次數(shù)，提高機(jī)組作業(yè)率。
【附圖說明】
[0019]圖1是光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖中:操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器1、操作側(cè)閉環(huán)控制器2、操作側(cè)比例閥
3、操作側(cè)磁尺4、操作側(cè)液壓缸5、操作側(cè)壓力傳感器6、PID閉環(huán)控制器7、位置反饋減法器
8、傳動側(cè)壓力傳感器9、傳動側(cè)液壓缸10、傳動側(cè)磁尺11、傳動側(cè)比例閥12、傳動側(cè)閉環(huán)控制器13、傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器14、壓力反饋減法器15、壓力給定減法器16、位置給定減法器17。
【具體實施方式】
[0021]由圖1可見，本發(fā)明光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，是在原有操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器1、操作側(cè)閉環(huán)控制器2、操作側(cè)比例閥3、操作側(cè)磁尺4、操作側(cè)液壓缸
5、操作側(cè)壓力傳感器6、傳動側(cè)壓力傳感器9、傳動側(cè)液壓缸10、傳動側(cè)磁尺11、傳動側(cè)比例閥12、傳動側(cè)閉環(huán)控制器13、傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器14的基礎(chǔ)上，增設(shè)了 PID閉環(huán)控制器7、位置反饋減法器8、壓力反饋減法器15、壓力給定減法器16、位置給定減法器17。
[0022]PID閉環(huán)控制器7分別連接傳動側(cè)比例閥12與操作側(cè)比例閥3，位置反饋減法器8和壓力反饋減法器15與PID閉環(huán)控制器7的反饋通道連接，壓力給定減法器16和位置給定減法器17與PID閉環(huán)控制器7的給定通道連接。位置反饋減法器8和壓力反饋減法器15還分別連接傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器14與操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器I ;壓力給定減法器16分別連接傳動側(cè)壓力給定與操作側(cè)壓力給定，位置給定減法器17分別連接傳動側(cè)位置給定與操作側(cè)位置給定。
[0023]本發(fā)明光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制方法，包括光整機(jī)位置閉環(huán)控制和光整機(jī)壓力閉環(huán)控制。
[0024]光整機(jī)位置閉環(huán)控制:
[0025]光整機(jī)位置控制過程中，操作側(cè)和傳動側(cè)根據(jù)現(xiàn)場實際需要分別給一個位置給定，例如，操作側(cè)位置給定150mm，傳動側(cè)位置給定149.5mm，這樣操作側(cè)與傳動側(cè)位置給定之間的偏差為150-149.5 = 0.5_。操作側(cè)閉環(huán)控制器2和傳動側(cè)閉環(huán)控制器13根據(jù)各自的位置給定和操作側(cè)磁尺4、傳動側(cè)磁尺11的位置反饋，進(jìn)行各自的位置偏差計算，并根據(jù)各自的位置偏差量，再經(jīng)過運(yùn)算，分別控制操作側(cè)比例閥3和傳動側(cè)比例閥12的開口度，進(jìn)而間接控制操作側(cè)液壓缸5、傳動側(cè)液壓缸10伸出的位置，保證操作側(cè)與傳動側(cè)各自保持在要求的位置上。
[0026]在操作側(cè)液壓缸5、傳動側(cè)液壓缸10按照各自給定位置伸縮過程中，如果發(fā)生操作側(cè)液壓缸5與傳動側(cè)液壓缸10伸縮的速度相差較大時，PID閉環(huán)控制器7負(fù)責(zé)將操作側(cè)與傳動側(cè)之間的位置偏差控制在0.5_內(nèi)，即PID閉環(huán)控制器7根據(jù)兩側(cè)位置偏差給定和兩側(cè)位置偏差反饋之間的差值，再經(jīng)過運(yùn)算，控制伸縮速度快的液壓缸的比例閥開口度減小，減緩其伸縮的速度，同時控制伸縮速度慢的液壓缸的比例閥開口度增加，加快其伸縮的速度，使操作側(cè)與傳動側(cè)之間的位置偏差被控制在給定的范圍內(nèi)。
[0027]光整機(jī)壓力閉環(huán)控制:
[0028]光整機(jī)壓力控制過程中，操作側(cè)和傳動側(cè)根據(jù)現(xiàn)場實際需要分別給一個壓力給定，例如，操作側(cè)壓力給定150噸，傳動側(cè)壓力給定140噸，這樣操作側(cè)與傳動側(cè)壓力給定之間的偏差為150-140 = 10噸。操作側(cè)閉環(huán)控制器2和傳動側(cè)閉環(huán)控制器13根據(jù)各自的壓力給定和各自壓力傳感器的壓力反饋，進(jìn)行各自的壓力偏差計算，根據(jù)各自的壓力偏差量，再經(jīng)過各自閉環(huán)控制器的運(yùn)算，分別控制操作側(cè)比例閥3和傳動側(cè)比例閥12的開口度，間接控制各自液壓缸輸出的壓力，保證操作側(cè)與傳動側(cè)各自保持在要求的壓力；
[0029]在操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸按照各自給定壓力伸縮過程中，如果發(fā)生操作側(cè)液壓缸5與傳動側(cè)液壓缸10輸出的壓力相差較大時，PID閉環(huán)控制器負(fù)責(zé)將操作側(cè)與傳動側(cè)之間的壓力偏差控制在10噸，大于或小于10噸時，PID閉環(huán)控制器7根據(jù)兩側(cè)位置偏差給定和兩側(cè)位置偏差反饋之間的差值，再經(jīng)過運(yùn)算，控制壓力輸出速度快的液壓缸的比例閥開口度減小，降低其輸出壓力，同時控制壓力輸出速度慢的液壓缸的比例閥開口度加大，提高其輸出壓力，使操作側(cè)與傳動側(cè)之間的壓力偏差被控制在給定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括傳動側(cè)液壓缸、傳動側(cè)壓力傳感器、傳動側(cè)磁尺、傳動側(cè)比例閥、傳動側(cè)閉環(huán)控制器、傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器、操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器、操作側(cè)壓力傳感器、操作側(cè)閉環(huán)控制器、操作側(cè)比例閥、操作側(cè)磁尺及操作側(cè)液壓缸，其特征在于，增設(shè)PID閉環(huán)控制器、位置反饋減法器、壓力反饋減法器、壓力給定減法器、位置給定減法器；PID閉環(huán)控制器分別連接傳動側(cè)比例閥與操作側(cè)比例閥，位置反饋減法器和壓力反饋減法器與PID閉環(huán)控制器的反饋通道連接，壓力給定減法器和位置給定減法器與PID閉環(huán)控制器的給定通道連接；位置反饋減法器和壓力反饋減法器分別連接傳動側(cè)位置、壓力給定和反饋減法器與操作側(cè)壓力、位置給定和反饋減法器，壓力給定減法器分別連接傳動側(cè)壓力給定與操作側(cè)壓力給定，位置給定減法器分別連接傳動側(cè)位置給定與操作側(cè)位置給定。2.—種應(yīng)用權(quán)利要求1所述光整機(jī)位置與壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括光整機(jī)位置閉環(huán)控制和光整機(jī)壓力閉環(huán)控制，其具體控制方法為: 光整機(jī)位置閉環(huán)控制: 光整機(jī)位置控制過程中，操作側(cè)和傳動側(cè)根據(jù)現(xiàn)場實際需要分別給一個位置給定，操作側(cè)閉環(huán)控制器和傳動側(cè)閉環(huán)控制器根據(jù)各自的位置給定和各自磁尺的位置反饋，進(jìn)行各自的位置偏差計算，并根據(jù)各自的位置偏差量，再經(jīng)過各自閉環(huán)控制器的運(yùn)算，控制各自的比例閥開口度，進(jìn)而間接控制各自液壓缸伸出的位置，保證操作側(cè)與傳動側(cè)各自保持在要求的位置上； 在操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸按照各自給定位置伸縮過程中，如果發(fā)生操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸伸縮的速度相差±lmm/s時，PID閉環(huán)控制器負(fù)責(zé)將操作側(cè)與傳動側(cè)之間的位置偏差控制在_2mm?+2mm內(nèi)，S卩PID閉環(huán)控制器根據(jù)兩側(cè)位置偏差給定和兩側(cè)位置偏差反饋之間的差值，再經(jīng)過運(yùn)算，控制伸縮速度快的液壓缸的比例閥開口度減小，減緩其伸縮的速度，同時控制伸縮速度慢的液壓缸的比例閥開口度增加，加快其伸縮的速度，使操作側(cè)與傳動側(cè)之間的位置偏差被控制在給定的范圍內(nèi)； 光整機(jī)壓力閉環(huán)控制: 光整機(jī)壓力控制過程中，操作側(cè)和傳動側(cè)根據(jù)現(xiàn)場實際需要分別給一個壓力給定，操作側(cè)閉環(huán)控制器和傳動側(cè)閉環(huán)控制器根據(jù)各自的壓力給定和各自壓力傳感器的壓力反饋，進(jìn)行各自的壓力偏差計算，根據(jù)各自的壓力偏差量，再經(jīng)過各自閉環(huán)控制器的運(yùn)算，控制各自的比例閥開口度，間接控制各自液壓缸輸出的壓力，保證操作側(cè)與傳動側(cè)各自保持在要求的壓力； 在操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸按照各自給定壓力伸縮過程中，如果發(fā)生操作側(cè)與傳動側(cè)液壓缸輸出的壓力速度相差±10噸/s時，PID閉環(huán)控制器負(fù)責(zé)將操作側(cè)與傳動側(cè)之間的壓力偏差控制在-20噸?+20噸內(nèi)，即PID閉環(huán)控制器根據(jù)兩側(cè)壓力偏差給定和兩側(cè)壓力偏差反饋之間的差值，再經(jīng)過運(yùn)算，控制壓力輸出速度快的液壓缸的比例閥開口度減小，降低其輸出壓力，同時控制壓力輸出速度慢的液壓缸的比例閥開口度加大，提高其輸出壓力，使操作側(cè)與傳動側(cè)之間的壓力偏差被控制在給定的范圍內(nèi)。
【文檔編號】B21B37/00GK105880293SQ201510039568
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月26日
【發(fā)明人】劉向國, 柳軍, 鄭昊, 叢勁松, 馬智, 張哲 , 徐濤
【申請人】鞍鋼股份有限公司