[發明專利]一種基于PID主輔雙閉環糾偏控制系統

在審

• 申請號: 201711421299.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108043884A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 張春巍;林天然;高山鳳
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B21B37/68
• 分類號: B21B37/68
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發明涉及一種基于PID主輔雙閉環糾偏控制系統，屬于冶金機械設備自動化檢測與控制技術領域。本發明包括互相連接的主控制系統和輔助控制系統，主控制系統包括用于實時檢測鋁板帶的實際位置的紅外傳感器、實時采集并處理數據的數據采集單元、進行偏差計算的控制器單元和接受控制信號的執行機構；輔助控制系統包括用于檢測開卷機減速機底座位置的光柵尺和用于計數的計數采集單元。本發明采用雙閉環控制，相比于現有的單閉環控制系統，可有效地提高了鋁板帶在軋機入口的糾偏精度、系統的穩定性和精確性。

技術領域

本發明屬于冶金機械設備自動化檢測與控制技術領域，具體涉及一種基于PID主輔雙閉環糾偏控制系統，是一種在線檢測裝置，適用于鋁箔軋制過程鋁板帶糾偏的在線控制。

背景技術

鋁箔的軋制屬精密軋制，質量和產量受各種因素的影響十分敏感。在鋁箔的冷軋生產過程中，由于來料鋁卷的差異、輥面粗糙度不同、運送輥軸向不平行以及鋁板帶張力的波動等原因，導致鋁板帶橫向跑偏。鋁板帶跑偏會造成鋁卷不能整齊的卷曲，影響軋制生產效率，甚至造成斷帶損壞軋機設備。

因此，為了保證生產線高速、安全的運行，有必要安裝糾偏裝置。目前，多數糾偏系統采用PLC控制，相比于工控機控制，成本較高，而隨著電子技術的發展，高性能的單片機完全可以滿足鋁板帶糾偏系統的需求，并且系統控制靈活，成本低。其次，現有糾偏系統多數僅根據鋁板帶檢測的位置，來控制執行機構，容易出現液壓缸壓力不足，響應速度慢等現象，影響系統的穩定與精度，最終影響生產效率。。

發明內容

本發明的目的在于克服現有糾偏裝置存在的上述缺陷，提出了一種基于PID主輔雙閉環糾偏控制系統，采用雙閉環控制，使糾偏系統穩定、快速、精確，保證了鋁箔軋制生產線高速、安全運行。

本發明是采用以下的技術方案實現的：一種基于PID主輔雙閉環糾偏控制系統，包括主控制系統和輔助控制系統，輔助控制系統與主控制系統連接；主控制系統包括：

紅外傳感器，實時檢測鋁板帶的實際位置并輸出實際位置的檢測信號；

數據采集單元，其輸入端與紅外傳感器的輸出端連接，用于實時采集并處理紅外傳感器的檢測信號；

控制器單元，其輸入端連接數據采集單元和輔助控制系統，用于對鋁板帶的實際位置與設定值進行偏差計算，得到鋁板帶偏差量，控制器單元處理后的鋁板帶偏差量作為輔助控制系統的補償量；

與控制器單元連接的執行機構，執行機構包括依次連接的伺服閥和液壓缸，伺服閥與控制單元輸出端連接，根據控制器單元輸出的控制信號進行相應動作；

輔助控制系統包括：

光柵尺，用于檢測開卷機減速機底座的位置并輸出其檢測到的開卷機減速機底座的位置信號；

計數采集單元，其輸入端與光柵尺的輸出端連接，其輸出端與控制器單元輸入端連接；計數采集單元用于計數并將其計數結果傳遞給控制器單元，計數結果與設定值進行比對后并與主控制系統中得出的鋁板帶偏差量經控制器單元計算得出系統的輸出控制量，同時控制器單元判斷主控制系統中的鋁板帶偏差量是否改變，控制單元輸出控制信號給執行機構；

還包括與主控制系統及輔助控制系統的供電單元，供電單元分別為主控制系統和輔助控制系統供電。

進一步地，紅外傳感器采用兩對對射式紅外傳感器以測量鋁板帶兩側的實際位置。

進一步地，數據采集單元采用AC6021數據采集卡，進行紅外傳感器檢測信號的采集和處理。

進一步地，計數采集單元采用PCL833計數板卡。

進一步地，控制器單元包括工控機和PCL728D/A轉換卡，AC6021數據采集卡、PCL833計數板卡和PCL728D/A轉換卡與工控機連接。