[發(fā)明專利]基于連鑄中間包升降液壓缸同步控制系統(tǒng)的同步控制方法

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• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107314000A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉光平;王光亞;錢曉斌;吳堅;張樂金;詹峰;汪志遠(yuǎn);顧仲俊;徐洪;湯寅波;方長德;吳勝;薛峰;強(qiáng)志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F15B11/22
• 分類號: F15B11/22;B22D11/18
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34107
• 代理人: 方文倩

1.一種基于連鑄中間包升降液壓缸同步控制系統(tǒng)的同步控制方法，所述系統(tǒng)包括:連鑄中間包升降主動液壓缸同步控制子系統(tǒng)及連鑄中間包升降從動液壓缸同步控制子系統(tǒng)，所述連鑄中間包升降主動液壓缸同步控制子系統(tǒng)包括：功能塊LZSTC01～LZSTC11以及LZSTC24～LZSTC26構(gòu)成的主動液壓缸同步位置偏差超限控制單元，功能塊LZSTC19～LZSTC23以及LZSTC51～LZSTC60構(gòu)成的主動液壓缸同步位置偏差速度修正單元，功能塊LZSTC44～LZSTC46構(gòu)成的主從液壓缸故障中斷控制單元，功能塊LZSTC12～LZSTC15、LZSTC27～LZSTC30、LZSTC34～LZSTC38以及LZSTC43構(gòu)成的主動液壓缸手動同步升降控制單元，功能塊LZSTC16～LZSTC18、LZSTC31～LZSTC33、LZSTC39～LZSTC43以及LZSTC48～LZSTC50構(gòu)成的主動液壓缸位置自動保持控制單元，功能塊LZSTC47以及LZSTC61～LZSTC63、LZSTC67構(gòu)成的主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元；所述連鑄中間包升降從動液壓缸同步控制子系統(tǒng)包括：功能塊LZSTC100、LZSTC101以及LZSTC104構(gòu)成的從動液壓缸同步位置偏差超限控制單元，功能塊LZSTC116～LZSTC120以及LZSTC121～LZSTC130構(gòu)成的從動液壓缸同步位置偏差速度修正單元，功能塊LZSTC102、LZSTC103、LZSTC105～LZSTC108、LZSTC134～LZSTC136以及LZSTC138構(gòu)成的從動液壓缸手動同步升降控制單元，功能塊LZSTC110～LZSTC115、LZSTC131～LZSTC133、LZSTC137以及LZSTC138構(gòu)成的從動液壓缸位置自動保持控制單元，功能塊LZSTC139～LZSTC142、LZSTC146構(gòu)成的從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元，其特征在于，為了實現(xiàn)主動液壓缸和從動液壓缸的同步上升或下降移動，所述基于連鑄中間包升降液壓缸同步控制系統(tǒng)的連鑄中間包升降液壓缸同步控制方法包括：連鑄中間包升降主液壓缸同步控制方法和連鑄中間包升降從液壓缸同步控制方法，其中，

所述連鑄中間包升降主液壓缸同步控制方法包括如下步驟：

A1、在連鑄中間包下降移動時，主動液壓缸同步位置偏差超限控制單元獲取主動液壓缸位置值與各從動液壓缸位置值之差的最小值△Sms.b.min，若△Sms.b.min數(shù)值小于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值，則主動液壓缸停止下降，直到主動液壓缸與下降最慢的從動液壓缸間的位置偏差值大于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值；在連鑄中間包上升移動過程中，主動液壓缸同步位置偏差超限控制單元獲取主動液壓缸實際位置值與各從動液壓缸實際位置值之差的最大值△Sms.f.max，若△Sms.f.max數(shù)值大于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差正值，則主動液壓缸停止上升，直到主動液壓缸與上升最慢的從動液壓缸間的位置偏差值小于設(shè)定的最大容許位置偏差正值；

A2、在連鑄中間包上升或下降移動過程中，主動液壓缸同步位置偏差值△Sms超出設(shè)定的范圍，主動液壓缸同步位置偏差速度修正單元對主動液壓缸的移動速度進(jìn)行修正，直到主從液壓缸間的位置偏差值△Sms重新處于設(shè)定范圍內(nèi)；

主動液壓缸同步位置偏差速度修正單元包括主動液壓缸速度修正子單元及主動液壓缸同步偏差快速修正子單元；

在連鑄中間包下降移動時，當(dāng)主動液壓缸同步位置偏差值△Sms超出第一設(shè)定的范圍時，主動液壓缸速度修正子單元將主動液壓缸同步位置偏差值△Sms反向后乘以主動液壓缸下降同步位置偏差速度修正系數(shù)作為主動液壓缸的速度修正值，在連鑄中間包上升移動時，當(dāng)主動液壓缸同步位置偏差值△Sms超出第一設(shè)定的范圍時，主動液壓缸速度修正子單元將主動液壓缸同步位置偏差值△Sms反向后乘以主動液壓缸上升同步位置偏差速度修正系數(shù)作為主動液壓缸的速度修正值；

在連鑄中間包下降或上升移動時，若主動液壓缸同步位置偏差值△Sms超出第二設(shè)定范圍時，主動液壓缸同步偏差快速修正子單元將與主動液壓缸同步位置偏差值△Sms方向相反的主動液壓缸同步位置偏差速度修正值作為主動液壓缸的速度修正值；

A3、當(dāng)連鑄中間包升降液壓控制系統(tǒng)出現(xiàn)中間包升降主動或任一從動液壓缸位移傳感器故障、液壓系統(tǒng)故障、連鑄中間包升降操作禁止以及緊停時，主從液壓缸故障中斷控制單元控制主/從液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元輸出封鎖，主從液壓缸比例閥控制電壓始終為零，即主從液壓缸升降控制被封鎖；

A4、在連鑄中包升降液壓控制系統(tǒng)處在中間包升降手動聯(lián)動方式或中間包升降手動/自動聯(lián)動方式的情況下，在連鑄中間包手動下降指令給出期間，若主動液壓缸同步位置偏差值△Sms大于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值且主動液壓缸不在下降終位的情況下，主動液壓缸手動同步升降控制單元將主從液壓缸手動下降速度設(shè)定值輸出至主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元，同時使主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元處于釋放狀態(tài)，若主動液壓缸與下降最慢的從動液壓缸間的位置偏差超出設(shè)定范圍，主動液壓缸與下降最慢的從動液壓缸間的位置偏差通過主動液壓缸同步位置偏差速度修正單元進(jìn)行修正，若主動液壓缸與下降最慢的從動液壓缸間的位置偏差小于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值，則主動液壓缸停止下降移動，直到兩者位置偏差值重新大于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值；在連鑄中間包手動上升指令給出期間，若主動液壓缸同步位置偏差值△Sms小于設(shè)定的最大容許位置偏差正值且主動液壓缸不在上升終位的情況下，主動液壓缸手動同步升降控制單元將主從液壓缸手動上升速度設(shè)定值輸出至主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元，同時使主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元處于釋放狀態(tài)，若主動液壓缸與上升最慢的從動液壓缸間的位置偏差超出設(shè)定范圍，主動液壓缸與上升最慢的從動液壓缸間的位置偏差通過主動液壓缸同步位置偏差速度修正單元進(jìn)行修正，若主動液壓缸與上升最慢的從動液壓缸間的位置偏差大于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差正值，則主動液壓缸停止上升移動，直到兩者位置偏差值重新小于設(shè)定的最大容許位置偏差正值；

A5、在連鑄中間包手動升降指令終止時，若在連鑄中間包手動升降指令終止后主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與主動液壓缸實際位置值之差大于設(shè)定的位置偏差容許正值，主動液壓缸位置調(diào)節(jié)器及主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元將處于釋放狀態(tài)，主動液壓缸位置調(diào)節(jié)器將輸出相應(yīng)的主動液壓缸位置修正速度基準(zhǔn)值，以縮小主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與主動液壓缸實際位置值之間的差值，直到主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與主動液壓缸實際位置值間的差值小于或等于設(shè)定的位置偏差容許正值，若在連鑄中間包手動升降指令終止后主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與主動液壓缸實際位置值之差小于設(shè)定的位置偏差容許負(fù)值，主動液壓缸位置調(diào)節(jié)器及主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元將處于釋放狀態(tài)，主動液壓缸位置調(diào)節(jié)器將輸出相應(yīng)的主動液壓缸位置修正速度基準(zhǔn)值，以增大主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與主動液壓缸實際位置值之間的差值，直到主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與主動液壓缸實際位置值之差大于或等于設(shè)定的位置偏差容許負(fù)值；

A6、在主從液壓缸無故障中斷的情況下，當(dāng)主動液壓缸手動同步升降控制單元或主動液壓缸自動位置保持控制單元發(fā)出主動液壓缸升降速度控制單元釋放信號時，主動液壓缸升降速度閉環(huán)控制子單元將輸入的速度給定轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥控制電壓輸出，直到主動液壓缸達(dá)到期望的位置并且處于容許的位置偏差范圍內(nèi)之后，其手動同步升降控制單元或主動液壓缸自動位置保持單元發(fā)出的主動液壓缸升降速度控制單元使能信號被封鎖為止。

所述連鑄中間包升降從液壓缸控制方法的控制方法包括如下步驟：

B1、在連鑄中間包下降移動時，從動液壓缸同步位置偏差超限控制單元獲取各從動液壓缸位置值與主動液壓缸位置值之差△Ssnm，若△Ssnm數(shù)值小于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值，則從動液壓缸停止下降，直到從動液壓缸同步位置偏差值位置偏差值△Ssnm大于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值；

在連鑄中間包上升移動過程中，從動液壓缸同步位置偏差超限控制單元獲取各從動液壓缸位置值與主動液壓缸位置值之差△Ssnm，若△Ssnm數(shù)值大于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差正值，則從動液壓缸停止上升，直到從動液壓缸同步位置偏差值位置偏差值△Ssnm小于設(shè)定的最大容許位置偏差正值；

B2、在連鑄中間包上升或下降移動過程中，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm超出設(shè)定的范圍，從動液壓缸同步位置偏差速度修正單元對從動液壓缸的移動速度進(jìn)行修正，直到從動液壓缸與主動液壓缸間的位置偏差值△Ssnm重新處于設(shè)定范圍內(nèi)；

從動液壓缸同步位置偏差速度修正單元包括從動液壓缸速度修正子單元及從動液壓缸同步偏差快速修正子單元；

在連鑄中間包下降移動時，當(dāng)從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm超出第一設(shè)定的范圍時，從動液壓缸速度修正子單元將從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm反向后乘以從動液壓缸下降同步位置偏差速度修正系數(shù)作為從動液壓缸的速度修正值，在連鑄中間包上升移動時，當(dāng)從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm超出第一設(shè)定的范圍時，從動液壓缸速度修正子單元將從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm反向后乘以從動液壓缸上升同步位置偏差速度修正系數(shù)作為從動液壓缸的速度修正值；

在連鑄中間包下降或上升移動時，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm超出第二設(shè)定范圍時，從動液壓缸同步偏差快速修正子單元將與從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm方向相反的從動液壓缸同步位置偏差速度修正值作為從動液壓缸的速度修正值；

B3、在連鑄中包升降液壓控制系統(tǒng)處在中間包升降手動聯(lián)動方式或中間包升降手動/自動聯(lián)動方式的情況下，在連鑄中間包手動下降指令給出期間，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm大于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值且主動液壓缸不在下降終位的情況下，從動液壓缸手動同步升降控制單元將主從液壓缸手動下降速度設(shè)定值輸出至從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元，同時使從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元處于釋放狀態(tài)，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm超出設(shè)定范圍，從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm通過主動液壓缸同步位置偏差速度修正單元進(jìn)行修正，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm小于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值，則從動液壓缸停止下降移動，直到兩者位置偏差值重新大于設(shè)定的最大容許位置偏差負(fù)值；在連鑄中間包手動上升指令給出期間，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm小于設(shè)定的最大容許位置偏差正值且主動液壓缸不在上升終位的情況下，從動液壓缸手動同步升降控制單元將主從液壓缸手動上升速度設(shè)定值輸出至從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元，同時使從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元處于釋放狀態(tài)，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm超出設(shè)定范圍，從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm通過從動液壓缸同步位置偏差速度修正單元進(jìn)行修正，若從動液壓缸同步位置偏差值△Ssnm大于或等于設(shè)定的最大容許位置偏差正值，則從動液壓缸停止上升移動，直到兩者位置偏差值重新小于設(shè)定的最大容許位置偏差正值；

B4、在連鑄中間包手動升降指令終止時，若在連鑄中間包手動升降指令終止后主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與從動液壓缸實際位置值之差大于設(shè)定的位置偏差容許正值，從動液壓缸位置調(diào)節(jié)器及從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元將處于釋放狀態(tài)，從動液壓缸位置調(diào)節(jié)器將輸出相應(yīng)的從動液壓缸位置修正速度基準(zhǔn)值，以縮小主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與從動液壓缸實際位置值之間的差值，直到主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與從動液壓缸實際位置值間的差值小于或等于設(shè)定的位置偏差容許正值，若在連鑄中間包手動升降指令終止后主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與從動液壓缸實際位置值之差小于設(shè)定的位置偏差容許負(fù)值，從動液壓缸位置調(diào)節(jié)器及從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制單元將處于釋放狀態(tài)，從動液壓缸位置調(diào)節(jié)器將輸出相應(yīng)的從動液壓缸位置修正速度基準(zhǔn)值，以增大主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與從動液壓缸實際位置值之間的差值，直到主從液壓缸位置保持值S_ZWBZ與從動液壓缸實際位置值之差大于或等于設(shè)定的位置偏差容許負(fù)值；

B5、在主從液壓缸無故障中斷的情況下，當(dāng)從動液壓缸手動同步升降控制單元或從動液壓缸自動位置保持控制單元發(fā)出從動液壓缸升降速度控制單元釋放信號時，從動液壓缸升降速度閉環(huán)控制子單元將輸入的速度給定轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥控制電壓輸出，直到從動液壓缸達(dá)到期望的位置并且處于容許的位置偏差范圍內(nèi)之后，其從動液壓缸手動同步升降控制單元或從動液壓缸自動位置保持單元發(fā)出的從動液壓缸升降速度控制單元使能信號被封鎖為止。

2.如權(quán)利要求1所述的基于連鑄中間包升降液壓缸同步控制系統(tǒng)的同步控制方法，所述連鑄中間包升降主動液壓缸同步控制子系統(tǒng)包括功能塊LZSTC64～LZSTC67構(gòu)成主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥正反向死區(qū)補(bǔ)償單元，所述連鑄中間包升降從動液壓缸同步控制子系統(tǒng)包括功能塊LZSTC143～LZSTC146構(gòu)成從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥正反向死區(qū)補(bǔ)償單元，其特征在于，所述連鑄中間包升降主動液壓缸同步控制方法還包括：

A7、在主從液壓缸無故障中斷的情況下，當(dāng)主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥控制電壓大于零時，主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥正反向死區(qū)補(bǔ)償單元輸出一個正向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓，速度調(diào)節(jié)器功能塊輸出的比例調(diào)節(jié)閥控制電壓與該正向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓疊加后作為主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的控制電壓，由此加快了主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的正向開口度的調(diào)節(jié)速度；當(dāng)動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥控制電壓小于零時主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥正反向死區(qū)補(bǔ)償子單元輸出一個反向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓，這樣，速度調(diào)節(jié)器功能塊輸出的比例調(diào)節(jié)閥控制電壓與該反向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓疊加后作為主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的控制電壓，由此加快了主動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的反向開口度的調(diào)節(jié)速度。

所述連鑄中間包升降從動液壓缸同步控制方法還包括:

B6、當(dāng)從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥控制電壓大于零時，從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥正反向死區(qū)補(bǔ)償單元輸出一個正向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓，這樣，速度調(diào)節(jié)器功能塊輸出的比例調(diào)節(jié)閥控制電壓與該正向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓疊加后作為從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的控制電壓，由此加快了從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的正向開口度的調(diào)節(jié)速度；當(dāng)從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥控制電壓小于零時，從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥正反向死區(qū)補(bǔ)償子單元輸出一個反向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓，這樣，速度調(diào)節(jié)器功能塊輸出的比例調(diào)節(jié)閥控制電壓與該反向的比例調(diào)節(jié)閥死區(qū)補(bǔ)償電壓疊加后作為從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的控制電壓，加快了從動液壓缸比例調(diào)節(jié)閥的反向開口度的調(diào)節(jié)速度。