[發明專利]一種鋼料溫度實時測量與控制方法及專用裝置

無效

• 申請號: 200810010200.X
• 申請日: 2008-01-23
• 公開（公告）號: CN101493706A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 吳景輝;朱軍;榮勝波
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;G01J5/00;B21D7/16;B21D7/00;G12B5/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種鋼料溫度實時測量與控制方法，其特征在于按如下步驟實現：

1)用非接觸式的紅外測溫儀檢測鋼料中頻加熱溫度；

2)通過所述紅外測溫儀上的變送器將測量信號轉換成模擬電壓信號；

3)將所述模擬電壓信號經紅外測溫儀變送器上的模擬量輸出接口送至安裝于工控機內的模擬量輸入裝置將其轉變為數字電壓信號；

4)執行存儲于工控機內的控制模塊任務，獲得控制量作為鋼料的進給速度；所述控制模塊任務流程為：

步驟1.首先初始化參數：

步驟2.然后設定鋼料溫度(Ts)；

步驟3.讀取紅外測溫儀測量信號(V1)；

步驟4.執行工程量轉換，計算實際鋼料溫度(T)，計算公式為：T＝(V1-1)×(m1-n1)/4+n1；

步驟5.計算鋼料溫度誤差(ek)，計算公式為：ek＝Ts-T；

步驟6.判斷鋼料溫度誤差(ek)是否大于鋼料溫度誤差上限(B2)，若鋼料溫度誤差(ek)大于鋼料溫度誤差上限(B2)，則將數字PID控制器積分項作用系數(Nk)置0，跳轉到計算第一數字PID控制器誤差系數(K0)處繼續執行；若鋼料溫度誤差(ek)小于鋼料溫度誤差上限(B2)，則判斷鋼料溫度誤差(ek)是否小于鋼料溫度誤差下限(B1)；若鋼料溫度誤差(ek)小于鋼料溫度誤差下限(B1)，則將數字PID控制器積分項作用系數(Nk)置1，然后跳轉到計算第一數字PID控制器誤差系數(K0)處；若鋼料溫度誤差(ek)不小于鋼料溫度誤差下限(B1)，則執行如下步驟；

步驟7.計算數字PID控制器積分項作用系數(Nk)，計算公式為：Nk＝(B2-ek)/(B2-B1)；

步驟8.計算第一數字PID控制器誤差系數(K0)，計算公式為：K0＝Kp×(1+Nk×t/Ti+Td/t)；

步驟9.計算第二數字PID控制器誤差系數(K1)，計算公式為：K1＝(-1)×Kp×(1+2×Td/t)；

步驟10.計算第三數字PID控制器誤差系數(K2)，計算公式為：K2＝Kp×Td/t；

步驟11.計算控制量(uk)，計算公式為：uk＝uk_1+K0×ek+K1×ek_1+K2×ek_2，其中：uk_1為控制量的上一個掃描周期值，ek_1為鋼料溫度誤差的上一個掃描周期值，ek_2為鋼料溫度誤差的上兩個掃描周期值；

步驟12.輸出控制量uk；同時分別保存uk_1，ek_1，ek_2參數值；

步驟13.判斷鋼料是否加工完畢，若結果為否，則返回到設定鋼料溫度(Ts)處，若結果為是，則退出。

5)經安裝于工控機內的模擬量輸出裝置將所述鋼料的進給速度轉換成模擬電壓信號后送至變頻器；

6)由變頻器控制鋼料進給電機的轉速，從而實現鋼料溫度的實時閉環控制。

2.按權利要求1所述鋼料溫度實時測量與控制方法，其特征在于：其中所述控制模塊任務包括：

1)進行工程量轉換，將數字電壓信號轉換為實際溫度值；

2)再通過對鋼料所設定的工作溫度參數及實際溫度值求出鋼料溫度誤差；

3)進而，由變速積分數字PID控制算法公式計算出控制量，作為鋼料的進給速度的給定值。

3.按權利要求2所述鋼料溫度實時測量與控制方法，其特征在于：其中所述所述工程量轉換公式為：T＝(V1-1)×(m1-n1)/4+n1；式中T為鋼料溫度測量值，n1為紅外測溫儀測量值下限，m1為紅外測溫儀測量值上限，V1為紅外測溫儀測量信號。