[發明專利]擠壓機速度控制的系統和方法

有效

• 申請號: 200910159302.2
• 申請日: 2009-07-13
• 公開（公告）號: CN101609339A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 王維;彭毅榮
• 申請（專利權）人: 西南鋁業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62;G05B19/05
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

1.一種實現擠壓機速度控制的系統，其特征在于，包括：

速度給定裝置，用于輸出作為速度給定信號的電壓信號；

可編程邏輯控制器PLC，用于將接收到的速度給定信號進行模數轉換，得到數字信號，以及，將所述數字信號和接收到的速度反饋信號按照預先編制的程序進行比較運算，并將所述比較運算的結果進行數模轉換，得到速度控制執行信號并輸出；

測速裝置：用于發出脈沖信號，作為速度反饋信號輸出到所述PLC，所述測速裝置包括：力矩電機、脈沖編碼器和卷尺，其中：

所述力矩電機固定在擠壓機本體后端，用于通直流電后反向產生力矩把卷尺拉緊；

所述脈沖編碼器連接在所述力矩電機上，用于將檢測到的設置于擠壓機上的擠壓軸的速度信號，轉換成脈沖信號，作為速度反饋信號輸入至所述PLC，并將所述脈沖信號輸出到速度顯示裝置；

所述卷尺的一端固定在設置于擠壓機上的擠壓軸的前端，另一端通過所述脈沖編碼器的帶輪纏繞在所述力矩電機上，用于在擠壓軸前進時，通過帶輪帶動所述脈沖編碼器轉動；

執行機構：用于接收所述速度控制執行信號，進行擠壓軸速度控制。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：速度顯示裝置，用于將所述測速裝置輸出的脈沖信號經內部運算后顯示擠壓機擠壓軸的速度。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，執行機構包括：比例放大器、電液比例閥和柱塞變量泵，其中：

所述比例放大器具有用于將所述接收的速度控制執行信號轉換成電流信號的轉換單元；

所述電液比例閥用于接收所述比例放大器將所述速度控制執行信號轉換成的電流信號，并根據所述電流信號改變輸出的角位移；

所述柱塞變量泵用于根據所述角位移的大小輸出相應流量，控制擠壓軸速度，實現擠壓速度控制。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述執行機構還包括：位移傳感器，用于將該位移傳感器檢測到的斜盤角位移變量轉換為速度精度校正信號，輸出至所述比例放大器；

所述比例放大器還具有放大比較單元，用于將所述PLC速度控制執行信號和所述由所述位移傳感器輸入的速度精度校正信號轉換放大比較，將比較結果作為電流信號輸出。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述速度控制執行信號為電壓信號。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括：光電隔離裝置。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述脈沖編碼器發出的脈沖信號與所述脈沖編碼器的轉速成正比，反應擠壓軸速度的大小。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述力矩電機外加的直流電為+15V。

9.一種擠壓機速度控制的方法，其特征在于，應用于實現擠壓機速度控制的系統，所述系統設置有測速裝置，所述測速裝置包括：力矩電機、脈沖編碼器和卷尺，所述方法包括：

獲取速度給定信號，并將所述速度給定信號經過模數轉換成數字信號；

所述脈沖編碼器連接在所述力矩電機上，用于將檢測到的設置于擠壓機上的擠壓軸的速度信號，轉換成脈沖信號，作為速度反饋信號輸入至所述PLC，并將所述脈沖信號輸出；

所述卷尺的一端固定在設置于擠壓機上的擠壓軸的前端，另一端通過所述脈沖編碼器的帶輪纏繞在所述力矩電機上，在擠壓軸前進時，通過帶輪帶動所述脈沖編碼器轉動；

對所述數字信號與所述脈沖信號按預先編制的程序進行比較運算，得到比較運算結果；

將所述比較運算結果經數模轉換，得到速度控制執行信號，依據所述速度控制執行信號確定擠壓軸速度，實現速度閉環控制。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，依據所述速度控制執行信號確定擠壓軸速度具體包括：將所述速度控制執行信號轉換成電流信號，依據所述電流信號確定電液比例閥輸出的角位移，并依據所述角位移確定柱塞變量泵的輸出流量，實現擠壓軸速度控制；

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，進一步包括轉角位移閉環過程：

執行機構中的位移傳感器檢測柱塞變量泵的斜盤轉角位移，將所述斜盤轉角位移變量轉換成速度精度校正信號，輸入至比例放大器；

所述比例放大器將所述速度精度校正信號與所述速度控制執行信號比較，依據比較結果對變量泵斜盤轉角變量進行校正。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述速度精度校正信號與所述轉角位移變量成正比。