摘 要：

      針對砂輪位置擾動引起的多余慣性力，及其磨頭自身重力、摩擦力和慣性力對系統(tǒng)輸出力的影響，采用開環(huán)控制，系統(tǒng)壓力波動較大的問題，提出在三通比例減壓閥控制壓力的基礎(chǔ)上疊加閉環(huán)控制的方法進(jìn)行改進(jìn)。研制了以可編程控制器(PLC)為核心的磨頭壓下控制系統(tǒng)，壓下過程中采用位置、壓力復(fù)合控制，提高了工作效率。引入帶積分分離的增量式PID 控制器，閉環(huán)控制壓力，實現(xiàn)了對磨頭壓下力的精確控制，使該系統(tǒng)在位置擾動下能夠保持良好的跟隨特性，滿足了性能要求，并已成功應(yīng)用于國產(chǎn)MG215-H5 板坯修磨機(jī)上。

      關(guān)鍵詞：

      鋼坯修磨機(jī)；液壓壓下系統(tǒng)；PLC；閉環(huán)控制；PID

      中圖分類號：TH137；TG580

      0．引言
      為了保證鋼材制品的最終質(zhì)量和鋼材的成才率，在軋制之前，去除鋼坯表面的缺陷、氧化皮、脫碳層是十分重要的工藝流程，主要的方法是采用砂輪修磨技術(shù)。鋼坯表面一般是起伏不平的，而鋼坯表面氧化皮的厚度基本一樣。所以，在修磨時，為了能徹底清除鋼坯表面的氧化皮并且使磨去的金屬量盡可能少，避免不必要的浪費，就要求砂輪能適應(yīng)鋼坯表面起伏不定的變化，即要求鋼坯修磨機(jī)磨頭壓下系統(tǒng)具有良好的跟隨特性，實現(xiàn)等厚修磨。而修磨深度與修磨壓力成正比，因此，在修磨過程中就要求保持砂輪與鋼坯表面的壓力恒定。
      目前，國產(chǎn)鋼坯修磨機(jī)主要是計算機(jī)集中控制，將工業(yè)現(xiàn)場的成百上千信號的檢測、數(shù)據(jù)處理、顯示和控制集中于一臺計算機(jī)上，控制循環(huán)周期長，不能實現(xiàn)閉環(huán)控制?；诖?，本文提出分層控制思想，其底層是分散的、獨立的控制單元，可以方便地把不同設(shè)備的控制功能按設(shè)備分配到合適的控制單元上，這樣可以根據(jù)需要對各個控制單元進(jìn)行模塊化的功能修改和調(diào)試，便于管理。各個控制單元安裝在被控設(shè)備附近，既節(jié)省電纜，又可以提高該設(shè)備的控制速度，還可以實現(xiàn)閉環(huán)控制，而且其采樣周期不受其他控制單元的影響。上層是操作與監(jiān)視計算機(jī)系統(tǒng)，向底層計算機(jī)發(fā)布操作命令和運行參數(shù)，接受底層計算機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)和信息。它們之間通過數(shù)據(jù)總線交換信息。

      1．液壓壓下系統(tǒng)的工作原理
      鋼坯修磨機(jī)磨頭壓下系統(tǒng)力控制非常困難，影響系統(tǒng)輸出力恒定的主要原因是砂輪的位置擾動，位置擾動不僅給系統(tǒng)帶來了多余慣性力，而且使機(jī)構(gòu)本身的重力、摩擦力及慣性力對系統(tǒng)的輸出力也產(chǎn)生了較大的影響。采用開環(huán)控制壓力時系統(tǒng)輸出力波動較大，提出在三通比例減壓閥控制壓力的基礎(chǔ)上疊加閉環(huán)控制的方法進(jìn)行改進(jìn)。

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