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一種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)和方法

文檔序號(hào):3169293閱讀:184來源:國知局
專利名稱:一種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)電液集成控制領(lǐng)域,具體涉及一種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)
和方法。
背景技術(shù)
大型水壓擠壓機(jī)作為大型基礎(chǔ)性裝備,是一個(gè)國家制造能力的重要標(biāo)志,對于航 空、航天、船舶、石化、電力、軍工等領(lǐng)域的發(fā)展發(fā)揮著關(guān)鍵作用。擠壓速度控制對于擠壓產(chǎn) 品生產(chǎn)有著重要意義, 一方面,從擠壓工藝角度分析,擠壓速度與擠壓型材的材料成分、截 面形狀、擠壓比等因素密切相關(guān);另一方面,為避免擠壓制品出現(xiàn)波紋而影響產(chǎn)品質(zhì)量,在 同一擠壓過程中擠壓速度必須相對穩(wěn)定。所以,在擠壓過程中,擠壓速度的大小須嚴(yán)格控 制。 目前,國內(nèi)外對于中小型油壓擠壓機(jī)的速度控制進(jìn)行了不少研究,取得了較大進(jìn) 展,較為成熟的擠壓機(jī)速度控制技術(shù)主要有變頻驅(qū)動(dòng)容積調(diào)速方式、變量泵容積調(diào)速方式、 電液比例插裝閥調(diào)速方式等,上述調(diào)速方式已在中小型油壓擠壓機(jī)速度控制中得到成功應(yīng) 用。但對于大型擠壓機(jī)(萬噸級(jí)以上),由于其工作液體量巨大、泄漏量大,而液壓油費(fèi)用 高,考慮到經(jīng)濟(jì)等方面因素,其傳動(dòng)介質(zhì)多為乳化液或水。由于其傳動(dòng)介質(zhì)的特殊性,上述 已有的成熟調(diào)速方式并不適用于大型水壓擠壓機(jī)。目前,國內(nèi)外對于大型水壓擠壓機(jī)速度 控制速度控制系統(tǒng)大都停留在開環(huán)控制階段,控制精度低,生產(chǎn)效率低。而速度閉環(huán)新系統(tǒng) 開發(fā)存在以下難點(diǎn)(l)速度閉環(huán)系統(tǒng)需要穩(wěn)定、可靠的信號(hào)檢測及控制系統(tǒng),而大型水壓 擠壓機(jī)工作環(huán)境相對較惡劣,傳統(tǒng)的模擬式檢測、控制元器件本身在惡劣環(huán)境下容易受到 外界的干擾,其檢測、控制信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳輸過程中也極易受到惡劣環(huán)境的干擾而使得信 號(hào)不準(zhǔn)確,系統(tǒng)可靠性差;(2)傳統(tǒng)的大型水壓擠壓機(jī)節(jié)流閥開口度控制方式大多采用直 流電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿,再經(jīng)減速器減速后以螺母絲桿副機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)杠桿,從而控制節(jié)流 閥閥芯開度,間接控制流量,傳動(dòng)鏈過長、精度低、閥的穩(wěn)定性差,無法滿足速度高精度閉環(huán) 控制的要求。 為提高速度控制精度和生產(chǎn)效率,有必要克服現(xiàn)有技術(shù)之不足,提出新方法,建立 新系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)大型水壓擠壓機(jī)擠壓速度的精確閉環(huán)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決技術(shù)問題是提供一種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)和方法,該系 統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,實(shí)用性強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了特殊環(huán)境下水壓擠壓機(jī)擠壓速度的高精度閉 環(huán)控制。 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng),其特征在于,包括速度給定裝置、測速裝 置、控制器和速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的速度給定裝置和測速裝置均與控制器的輸入端連接; 控制器的輸出端接速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);
所述的測速裝置采用用于測量水壓擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁移動(dòng)速度的數(shù)字式磁滯伸縮 傳感器; 所述的速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括比例換向閥、節(jié)流閥、液壓油缸和水節(jié)流閥; 所述的液壓油缸包括活塞以及由活塞隔開的第一活塞腔和第二活塞腔;第一活塞
腔上的第一控制油口和第二活塞腔上的第二控制油口分別接比例換向閥的2個(gè)液體輸出
端口 ;比例換向閥與節(jié)流液壓泵站連接;比例換向閥的電池鐵與控制器的輸出端連接; 比例換向閥的液體輸出端口與第一控制油口 、第二控制油口的通路上設(shè)有節(jié)流閥 所述的節(jié)流閥包括可活動(dòng)的閥芯和液流通道;隨著閥芯的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液流通道的開
口度變化;所述的閥芯與液壓油缸的活塞桿相連。 所述的數(shù)字式磁滯伸縮傳感器包括傳感器頭、傳感桿和可以沿傳感桿滑動(dòng)的滑塊
磁鐵;傳感器頭與傳感桿連接,傳感器頭與傳感桿均固定在靜止物上;在水壓擠壓機(jī)活動(dòng)
橫梁上設(shè)有一個(gè)凸起的連接塊;連接塊與所述的滑動(dòng)磁鐵通過鉸鏈相接。 所述的控制器采用非對稱的PID控制器;所述的非對稱的PID控制器在輸入誤差
大于零和小于零的狀態(tài)下具有不同的PID參數(shù);所述的輸入誤差為測量的速度值與給定值的差。 速度給定裝置和測速裝置均通過Prof ibus-dp工業(yè)現(xiàn)場總線與控制器通信,所述 的控制器采用PLC。 —種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制方法,其特征在于,采用數(shù)字式磁滯伸縮傳感器 測量水壓擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁的移動(dòng)速度,即反饋速度;將該反饋速度與預(yù)先給定的速度值均 輸入到控制器中;控制器輸出控制量給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),由速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)水壓擠壓機(jī)的 橫梁動(dòng)作; 所述的速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括比例換向閥、節(jié)流閥、液壓油缸和水節(jié)流閥;
所述的液壓油缸包括活塞以及由活塞隔開的第一活塞腔和第二活塞腔;第一活塞 腔上的第一控制油口和第二活塞腔上的第二控制油口分別接比例換向閥的2個(gè)控制輸出 端口 ;;比例換向閥與節(jié)流液壓泵站連接;比例換向閥的電池鐵與控制器的輸出端連接;所 述的節(jié)流閥包括可活動(dòng)的閥芯和液流通道;隨著閥芯的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液流通道的開口度變化; 所述的閥芯與液壓油缸的活塞桿相連; 比例換向閥的控制輸出端口與第一控制油口 、第二控制油口的通路上設(shè)有節(jié)流閥
所述的控制器采用非對稱的PID控制器;所述的非對稱的PID控制器在輸入誤差 大于零和小于零的狀態(tài)下具有不同的PID參數(shù)。 數(shù)字式磁滯伸縮傳感器通過德國Siemens公司工業(yè)數(shù)據(jù)總線Prof ibus-dp實(shí)現(xiàn)與 控制器通信,所述的控制器采用PLC。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明涉及的檢測方法具有的優(yōu)點(diǎn)如下 (1)該系統(tǒng)為"數(shù)字式"系統(tǒng),通過采用數(shù)字式檢測、控制單元及Profibus—dp數(shù)字 式工業(yè)現(xiàn)場總線,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性,解決了傳統(tǒng)的"模擬式"系統(tǒng)難 以適應(yīng)大型水壓擠壓機(jī)惡劣工作環(huán)境的問題; (2)擠壓速度控制采用"油控水"方式,即通過伺服液壓系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)大通徑水節(jié) 流閥閥芯運(yùn)動(dòng)控制大通徑水節(jié)流閥開口度,實(shí)現(xiàn)擠壓速度控制。該控制方式傳動(dòng)鏈短、精度高、穩(wěn)定性好。 (3)控制單元采用可編程邏輯控制器PLC控制單元,結(jié)構(gòu)簡單清晰,并通過采用非 對稱PID閉環(huán)反饋控制策略,解決了擠壓速度增加和減小調(diào)節(jié)過程中系統(tǒng)的非對稱動(dòng)態(tài)特 性問題,提高了控制精度。根據(jù)125MN水壓機(jī)擠壓機(jī)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù),系統(tǒng)對階躍信號(hào)的響應(yīng) 時(shí)間在0. 8s左右,超調(diào)量為3. 6%左右,達(dá)到了較為理想的控制效果,系統(tǒng)的響應(yīng)曲線如圖 5所示。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中速度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中測速傳感器安裝結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中"油控水"速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)原理圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中速度非對稱PID控制框圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中速度控制效果圖。 其中,附圖2中1-槽鋼,2-傳感器頭,3-滑塊磁鐵,4-活動(dòng)橫梁,5_連接±央,6_鉸 鏈,7-傳感桿。 附圖3中8-驅(qū)動(dòng)液壓泵站,9-比例換向閥,10-節(jié)流閥, 11-第一控制油口, 12-第二控制油口, 13-活塞桿,14-液壓油缸,15-節(jié)流閥閥芯, 16-第一節(jié)流閥口 , 17-第二節(jié)流閥口 , 18-節(jié)流閥座。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1 —種數(shù)字式大型水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)包括速度給定裝置、測速裝置、控制單 元、速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。控制單元將測速裝置測得的實(shí)際速度與速度給定裝置給定的速度進(jìn)行 比較運(yùn)算,得到速度控制執(zhí)行信號(hào)并輸出到速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過"油控水"方 式調(diào)節(jié)水節(jié)流閥閥芯開口度,實(shí)現(xiàn)水壓擠壓機(jī)擠壓速度的閉環(huán)控制。
圖1描述了本發(fā)明——一種大型水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包 括速度給定裝置、測速裝置、控制單元、速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等,各部分簡述功能如下
速度給定裝置由數(shù)字式觸電摸屏構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)擠壓速度的連續(xù)給定;
速度顯示裝置由上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)擠壓速度的實(shí)時(shí)顯示; 測速裝置采用數(shù)字式磁滯伸縮傳感器,實(shí)現(xiàn)擠壓機(jī)擠壓速度的高精度測量;
控制單元采用可編程邏輯控制器PLC,用于將實(shí)際擠壓速度與給定速度進(jìn)行比 較運(yùn)算,得到速度控制執(zhí)行信號(hào)并輸出到速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu); 速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由比例放大器、比例換向閥、液壓油缸、水節(jié)流閥構(gòu)成,用于實(shí)現(xiàn)擠 壓機(jī)水節(jié)流閥的開口度控制,其工作原理為比例放大器接收控制器輸出的控制信號(hào),將信 號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)比例換向閥動(dòng)作,比例換向閥動(dòng)作調(diào)節(jié)液壓油缸活塞桿的位置,液壓油缸活 塞桿驅(qū)動(dòng)水節(jié)流閥閥芯動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)水節(jié)流閥開口度的控制,最終完成擠壓機(jī)速度調(diào)節(jié)。
液壓油站為速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)提供液壓動(dòng)力。
圖2描述了本發(fā)明——一種大型水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)的測速裝置結(jié)構(gòu)在擠
5壓機(jī)機(jī)體上平行于擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)方向安裝有一固定槽鋼l,位移傳感器固定在槽鋼 1上,位移傳感器由傳感器頭2、傳感桿7、滑塊磁鐵3組成,且滑塊磁鐵3可在傳感桿7上 自由滑動(dòng);一連接塊5 —端焊接于擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁4上,另一端與滑塊磁鐵3相聯(lián)接。為 了消除擠壓機(jī)工作時(shí)活動(dòng)橫梁的沖擊和振動(dòng)對傳感器的影響,在連接塊5與滑塊磁鐵3聯(lián) 接處設(shè)有"雙球鉸"鉸鏈裝置6,該鉸鏈裝置由第一萬向球鉸、第二萬向球鉸、連接桿三部分 組成,第一萬向球鉸與聯(lián)接塊5相聯(lián)接,第二萬向球鉸與滑塊磁鐵3相聯(lián)接,第一萬向球鉸 與第二萬向球鉸通過連接桿相聯(lián)接。通過"雙球鉸"鉸鏈裝置可將活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)時(shí)各方面 的沖擊振動(dòng)對傳感器滑動(dòng)磁鐵的影響,達(dá)到了保護(hù)傳感器設(shè)備的目的。測速裝置工作原理 為活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)時(shí),通過連接塊5及"雙球鉸"鉸鏈裝置6驅(qū)動(dòng)滑塊磁鐵3在傳感桿7上 滑動(dòng),滑塊磁鐵3在傳感桿7上的位置由磁滯伸縮原理測得并由傳感器頭2中的電路完成 位移_速度轉(zhuǎn)換、速度檢測信號(hào)輸出等功能,最終完成活動(dòng)橫梁速度的檢測。
圖3描述了本發(fā)明一一一種大型水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu), 速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要由比例放大器、比例先導(dǎo)流量閥、液壓油缸、液壓油站,大通徑水節(jié)流閥 構(gòu)成。其特征為液壓油缸活塞桿與大通徑水節(jié)流閥閥芯聯(lián)接于一體,通過活塞桿運(yùn)動(dòng)直接 驅(qū)動(dòng)節(jié)流閥閥芯運(yùn)動(dòng)從而控制節(jié)流閥開口度。其工作原理為 當(dāng)調(diào)節(jié)擠壓速度增大時(shí),比例先導(dǎo)閥9右側(cè)電磁鐵得一電流信號(hào),在液壓油站8的 油壓驅(qū)動(dòng)下,液壓油通過第二控制油口 12進(jìn)入液壓油缸14,使活塞桿13上移,且進(jìn)入液壓 缸的液壓油流量與比例閥得到的電流信號(hào)大小成正比,即活塞桿移動(dòng)速度與比例閥電流信 號(hào)大小成正比?;钊麠U13向上移動(dòng)驅(qū)動(dòng)大通徑水節(jié)流閥閥芯15向上移動(dòng),使節(jié)流閥開口 度增大。第二節(jié)流閥口 17與高壓水泵站相聯(lián),第一節(jié)流閥口 16與擠壓機(jī)工作缸相聯(lián),節(jié)流 閥開口度增大后,高壓水進(jìn)入工作缸的流量增大,擠壓速度增大。 當(dāng)調(diào)節(jié)擠壓速度減小時(shí),比例換向閥9左側(cè)電磁鐵得到一電流信號(hào),在液壓油站8 的驅(qū)動(dòng)下,液壓油通過控制油口 11進(jìn)入液壓油缸14,使活塞桿13下移,且進(jìn)入液壓缸的液 壓油流量與比例閥得到的電流信號(hào)大小成正比,即活塞桿移動(dòng)速度與比例閥電流信號(hào)大小 成正比?;钊麠U13向下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)大通徑水節(jié)流閥閥芯15向下移動(dòng),使節(jié)流閥開口度減小。 第二節(jié)流閥口 17與高壓水泵站相聯(lián),第一節(jié)流閥口 16與擠壓機(jī)工作缸相聯(lián),節(jié)流閥開口度 減小后,高壓水進(jìn)入工作缸的流量減小,擠壓速度減小。 圖4描述了本發(fā)明——一種大型水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)的非對稱PID控制原理 圖。控制單元可編程邏輯控制器PLC將給定速度與測速裝置測得的實(shí)際速度進(jìn)行比較運(yùn) 算,得到速度控制執(zhí)行信號(hào)并輸出到速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 PID調(diào)節(jié)是控制領(lǐng)域中一種經(jīng)典的調(diào)節(jié)方法,由比例、積分、微分三部分組成,設(shè) e(t)為給定擠壓速度與實(shí)際擠壓速度之差,則傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)表達(dá)式如下
PID參數(shù)設(shè)置是否合適將影響控制系統(tǒng)整體性能,傳統(tǒng)的PID控制方法其PID參數(shù) 在控制過程中保持不變,但在本系統(tǒng)中,由于節(jié)流閥閥芯及其隨動(dòng)部件自身重力和閥芯、活 塞桿與配合件之間摩擦力的影響,節(jié)流閥在開啟和關(guān)閉的過程閥芯的動(dòng)態(tài)特性會(huì)不一樣, 即該系統(tǒng)為一個(gè)非對稱動(dòng)態(tài)系統(tǒng),針對這個(gè)特征,在控制系統(tǒng)中對節(jié)流閥開啟和關(guān)閉(即 速度的增大和減小調(diào)節(jié))過程設(shè)置不同的PID控制參數(shù),分別對速度增大和減小過程進(jìn)行 控制,以提高系統(tǒng)的控制性能。 根據(jù)以上思路,設(shè)e(t)為設(shè)定速度和實(shí)際速度的差值,在正階躍響應(yīng)中e(t)為正,在負(fù)階躍響應(yīng)中e(t)為負(fù),根據(jù)e(t)的正負(fù)狀態(tài)對PID調(diào)節(jié)進(jìn)行參數(shù)區(qū)配,其表達(dá)式 如下+ Kp(t) =Kpl,Ki(T) =Kn,Kd(t) = Kdl, | e (t) >0 Kp(t) = Kp2, t ) = Ki2, Kd(t) = Kd2, | e (t) < 0 式中kpl-正階響應(yīng)比例系數(shù) kp2-負(fù)階響應(yīng)比例系數(shù) kil-正階響應(yīng)積分系數(shù) ki2-負(fù)階響應(yīng)積分系數(shù) kdl-正階響應(yīng)微分系數(shù) kd2_正階響應(yīng)微分系數(shù) 參數(shù)采用通過實(shí)驗(yàn)方法確定,以正階躍響應(yīng)為例,具體為采用Ziegler-Nichols
方法,首先置kil = kdl = O,然后逐漸增大比例系數(shù)kpl,觀察系統(tǒng)響應(yīng),當(dāng)系統(tǒng)開始振蕩,
記下此時(shí)的比例系數(shù)為Km,系統(tǒng)振蕩頻率"m,控制參數(shù)計(jì)算公式如下 <formula>formula see original document page 7</formula> 圖5描述了本發(fā)明——一種大型水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)的速度控制效果。通過 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)并采用Ziegler-Nichols方法對125MN擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)進(jìn)行PID參數(shù)整定, 得KP1 = 9, Kn = 36, KD1 = 0. 6 ;KP2 = 14, KI2 = 25, KD2 = 1. 3,由圖5可知,該系統(tǒng)對階躍 信號(hào)的響應(yīng)的時(shí)間在0. 8s左右,超調(diào)量為3. 6%左右,能滿足系統(tǒng)要求。
權(quán)利要求
一種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng),其特征在于,包括速度給定裝置、測速裝置、控制器和速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的速度給定裝置和測速裝置均與控制器的輸入端連接;控制器的輸出端接速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的測速裝置采用用于測量水壓擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁移動(dòng)速度的數(shù)字式磁滯伸縮傳感器;所述的速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括比例換向閥、節(jié)流閥、液壓油缸和水節(jié)流閥;所述的液壓油缸包括活塞以及由活塞隔開的第一活塞腔和第二活塞腔;第一活塞腔上的第一控制油口和第二活塞腔上的第二控制油口分別接比例換向閥的2個(gè)液體輸出端口;比例換向閥與液壓泵站連接;比例換向閥的電磁鐵與控制器的輸出端連接;所述的節(jié)流閥包括可活動(dòng)的閥芯和液流通道;隨著閥芯的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液流通道的開口度變化;所述的閥芯與液壓油缸的活塞桿相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng),其特征在于,所述的數(shù)字 式磁滯伸縮傳感器包括傳感器頭、傳感桿和可以沿傳感桿滑動(dòng)的滑塊磁鐵;傳感器頭與傳 感桿連接,傳感器頭與傳感桿均固定在靜止物上;在水壓擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁上設(shè)有一個(gè)凸起 的連接塊;連接塊與所述的滑動(dòng)磁鐵通過鉸鏈相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng),其特征在于,所述的控制 器采用非對稱的PID控制器;所述的非對稱的PID控制器在輸入誤差大于零和小于零的狀 態(tài)下具有不同的PID參數(shù);所述的輸入誤差為測量的速度值與給定值的差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng),其特征在于,速 度給定裝置和測速裝置均通過Profibus-dp工業(yè)現(xiàn)場總線與控制器通信,所述的控制器采 用PLC。
5. —種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制方法,其特征在于,采用數(shù)字式磁滯伸縮傳感器測 量水壓擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁的移動(dòng)速度,即反饋速度;將該反饋速度與預(yù)先給定的速度值均輸 入到控制器中;控制器輸出控制量給速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),由速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)水壓擠壓機(jī)的橫 梁動(dòng)作;所述的速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括比例換向閥、節(jié)流閥、液壓油缸和水節(jié)流閥; 所述的液壓油缸包括活塞以及由活塞隔開的第一活塞腔和第二活塞腔;第一活塞腔 上的第一控制油口和第二活塞腔上的第二控制油口分別接比例換向閥的2個(gè)控制輸出端 口 ;;比例換向閥與節(jié)流液壓泵站連接;比例換向閥的電池鐵與控制器的輸出端連接;所述 的節(jié)流閥包括可活動(dòng)的閥芯和液流通道;隨著閥芯的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致液流通道的開口度變化;所 述的閥芯與液壓油缸的活塞桿相連;所述的控制器采用非對稱的PID控制器;所述的非對稱的PID控制器在輸入誤差大于 零和小于零的狀態(tài)下具有不同的PID參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制方法,其特征在于,數(shù)字式磁滯 伸縮傳感器通過Profibus-dp工業(yè)現(xiàn)場總線與控制器通信,所述的控制器采用PLC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字式水壓擠壓機(jī)速度控制系統(tǒng)和方法,該系統(tǒng)包括速度給定裝置、測速裝置、控制器和速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的速度給定裝置和測速裝置均與控制器的輸入端連接;控制器的輸出端接速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。其特征在于,所述系統(tǒng)的檢測、控制單元均采用數(shù)字式元器件,并通過工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各單元間信號(hào)的全數(shù)字化通訊。所述的控制方法為采用非對稱PID調(diào)節(jié)得到速度控制執(zhí)行信號(hào)并輸出到速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過油控水方式調(diào)節(jié)水節(jié)流閥閥芯開口度,實(shí)現(xiàn)水壓擠壓機(jī)擠壓速度的閉環(huán)控制。本發(fā)明公開的系統(tǒng)和方法,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,實(shí)用性強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了特殊環(huán)境下水壓擠壓機(jī)擠壓速度的高精度閉環(huán)控制。
文檔編號(hào)B21C31/00GK101773947SQ201010132158
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者周俊峰, 文躍兵, 汪順民, 譚建平, 陳暉 申請人:中南大學(xué)
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