[發明專利]多流連鑄機末端電磁攪拌位置的實時精準伺服控制方法

在審

• 申請號: 202010147442.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111283153A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 楊高瞻;王宏斌;王金龍;邊志剛;胡澤東;楊凡;王超;趙貝貝;劉海;張立君
• 申請（專利權）人: 宣化鋼鐵集團有限責任公司
• 主分類號: B22D11/115
• 分類號: B22D11/115;B22D11/16;G05B11/42
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

1.一種多流連鑄機末端電磁攪拌位置的實時精準伺服控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟a、建立凝固傳熱的數學模型，通過該數學模型對鑄坯凝固溫度場和坯殼生長的模擬結果，來計算出末端電磁攪拌（4）的位置；

步驟b、通過射釘試驗和鑄坯低倍試驗對步驟a計算出的末端電磁攪拌（4）的位置進行修正，從而獲得末端電磁攪拌（4）的最佳位置；

步驟c、獲得在不同連鑄工藝參數下的末端電磁攪拌（4）的最佳位置數據庫；

步驟d、通過對不同連鑄工藝參數下的末端電磁攪拌（4）最佳位置進行大數據分析，得出末端電磁攪拌（4）最佳位置數據庫，同時兼顧伺服缸（8）活塞桿（24）行程，確定末端電磁攪拌（4）的初始位置；

步驟e、生產過程中，工控機根據連鑄工藝參數實時調取末端電磁攪拌（4）最佳位置數據庫中的數據，并將末端電磁攪拌（4）的最佳位置與當時末端電磁攪拌（4）的位置進行比較，如果二者的位置差值為零則不予調整，如果位置差值不為零，則實時調整末端電磁攪拌（4）的位置直至其位于最佳攪拌位置處。

2.根據權利要求1所述的多流連鑄機末端電磁攪拌位置的實時精準伺服控制方法，其特征在于：步驟c中的連鑄工藝參數包括鑄機流別、澆鑄鋼種、澆鑄溫度、拉速、鑄坯斷面尺寸、結晶器液面高度、結晶器冷卻水量、進出口水溫差、二冷各區的實際噴水量、水溫度中的一種、兩種或多種。

3.根據權利要求2所述的多流連鑄機末端電磁攪拌位置的實時精準伺服控制方法，其特征在于：步驟e中的比較過程包括如下步驟：

步驟e1.工控機首先根據連鑄工藝參數及伺服缸（8）的參數生成期望軌跡曲線，得到期望軌跡位移M；

步驟e2.工控機通過位移傳感器（25）實時檢測伺服缸（8）活塞桿（24）的伸出位移L；

步驟e3.如果在某一時刻伺服缸（8）活塞桿（24）伸出位移L與期望軌跡位移的差值不為零，則進入步驟e4；如果差值為零，則工控機向伺服缸（8）發出保持活塞桿（24）不變的指令，接著轉到步驟e5；

步驟e4.采用雙閉環控制策略和PID迭代算法，對伺服缸（8）的輸入信號進行控制，從而控制伺服缸（8）活塞桿（24）的伸出長度；

步驟e5.工控機繼續偵測是否收到停澆信號，若沒有收到停澆信號，則轉到步驟e2，若收到停澆信號則進入步驟e6；

步驟e6.澆注結束，末端電磁攪拌回到初始位置。

4.根據權利要求3所述的多流連鑄機末端電磁攪拌位置的實時精準伺服控制方法，其特征在于：步驟e4的具體控制過程為：

伺服缸（8）活塞桿（24）伸出位移L與期望軌跡位移M的差值一方面經過模擬處理：差值通過反饋控制器來及時修正伺服閥（20）的輸入量，從而使伺服缸（8）的輸出量接近期望值，同時差值由對應的比例調節器進行比例調節后疊加到工控機輸出的對應比例伺服閥（20）的控制信號中，從而形成模擬閉環回路；

另一方面差值經過數字處理，也就是差值經A/D轉換后傳到工控機內，由工控機內的PD處理單元進行PD算法處理，經PD處理單元輸出的數據疊加到下一個輸出控制量中從而對伺服缸（8）的誤差進行調節，從而形成數字閉環回路；在數字閉環回路中，差值也同時傳到工控機內的PID迭代學習單元中進行PID迭代學習算法處理，PID迭代學習處理后的數據與設置在工控機內的期望軌跡數據疊加在一起作為伺服缸（8）下一次的控制量，從而將伺服缸（8）活塞桿（24）的位置調節到理想位置，最終使得伺服缸（8）活塞桿（24）伸出位移L與期望軌跡位移M的誤差調整為零。