一種液壓張力溫軋機(jī)金屬軋件的溫度控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于液壓張力溫社機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種液壓張力溫社機(jī)金屬社件的 溫度控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液壓張力溫社機(jī)的工作原理：布置在溫社機(jī)左右兩側(cè)的兩個(gè)張力液壓缸上安裝夾 錯(cuò)，單片金屬板穿過(guò)溫社機(jī)工作漉，并被夾持在左右?jiàn)A錯(cuò)之間，左右張力液壓缸對(duì)社件施加 張力，采用低電壓大電流的電阻加熱方式對(duì)兩個(gè)夾錯(cuò)之間的社件通電加熱，社制過(guò)程中兩 個(gè)張力液壓缸保持恒張力，社件保持恒溫。
[0003] 現(xiàn)有社件加熱方法分為兩種：?jiǎn)巫儔浩骷訜岷碗p變壓器加熱。
[0004] (1)單變壓器加熱方式是將左、右兩個(gè)夾錯(cuò)作為兩個(gè)電極，采用一個(gè)變壓器對(duì)運(yùn)兩 個(gè)電極通電，對(duì)夾持在左、右?jiàn)A錯(cuò)之間的社件進(jìn)行加熱。運(yùn)種方法優(yōu)點(diǎn)是加熱時(shí)溫社機(jī)漉縫 可W打開(kāi)，缺點(diǎn)是只能在溫社機(jī)停車后對(duì)社件加熱，無(wú)法在社制過(guò)程中對(duì)其加熱，不利于保 證金屬薄板的溫度均勻性。原因是社制過(guò)程中溫社機(jī)出口側(cè)部分的社件厚度要小于溫社機(jī) 入口側(cè)部分的社件厚度，由于社件厚度越小電阻越大，如果對(duì)左右?jiàn)A錯(cuò)通電，最終得到加熱 的部分則會(huì)是社件的溫社機(jī)出口側(cè)部分，即無(wú)效加熱，而真正需要加熱的部分應(yīng)該是溫社 機(jī)入口側(cè)部分。當(dāng)社件一道次社制完成后，溫社機(jī)停車，此時(shí)社件的有效變形區(qū)厚度一致， 通電加熱是有效的。
[0005] (2)雙變壓器加熱方法是在社漉末端安裝電刷，使社漉作為一個(gè)電極，左、右?jiàn)A錯(cuò) 作為另外兩個(gè)電極，采用兩個(gè)變壓器在左夾錯(cuò)和社漉之間、右?jiàn)A錯(cuò)和社漉之間形成兩個(gè)獨(dú) 立的回路，分別對(duì)社件在左夾錯(cuò)和社漉之間的部分、右?jiàn)A錯(cuò)和社漉之間的部分單獨(dú)加熱，且 運(yùn)兩部分可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)溫度閉環(huán)控制，能夠滿足社件在社制過(guò)程中時(shí)刻保持在線加熱狀態(tài)。 運(yùn)種方法要求溫社機(jī)漉縫始終閉合，對(duì)社件保持一定的壓力使社漉和社件充分接觸，用于 導(dǎo)電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種液壓張力溫社機(jī)金屬社件的溫度控制方 法，W達(dá)到滿足金屬薄帶在社制過(guò)程中保持溫度均勻性的目的。
[0007] -種液壓張力溫社機(jī)金屬社件的溫度控制方法，包括W下步驟：
[0008] 步驟1、采集社件左側(cè)和右側(cè)的實(shí)際溫度值；
[0009] 步驟2、根據(jù)設(shè)定的溫度值，采用PID控制算法獲得液壓張力溫社機(jī)調(diào)功裝置的反 饋控制量；
[0010] 步驟3、根據(jù)測(cè)量獲得所要加熱社件的長(zhǎng)度，并根據(jù)原料厚度獲得所要加熱社件的 厚度；
[0011] 步驟4、根據(jù)社件的材料屬性、尺寸和溫度獲得用于加熱社件的內(nèi)能和用于彌補(bǔ)社 件熱福射造成的熱損，進(jìn)一步獲得滿足社件加熱所需要的電功率；
[0012] 步驟5、根據(jù)所獲電功率獲得液壓張力溫社機(jī)調(diào)功裝置的前饋控制量；
[0013] 步驟6、將液壓張力溫社機(jī)調(diào)功裝置的反饋控制量與前饋控制量相加，獲得調(diào)功裝 置總控制量，完成社件的溫度控制。
[0014] 步驟2所述的設(shè)定的溫度值采用階梯式溫度設(shè)定方法。
[0015] 步驟3所述的根據(jù)原料厚度獲得所要加熱社件的厚度，具體公式如下：
[0016]
(1)
[0017] 其中，hm(η)表示第η時(shí)刻，社件在第m道次的溫社機(jī)出口厚度；表示第m道 次第η時(shí)刻的溫社機(jī)左側(cè)社件有效變形區(qū)長(zhǎng)度；-/)表示第m道次第n-i時(shí)刻的溫社 機(jī)左側(cè)社件有效變形區(qū)長(zhǎng)度，i取值為大于1的整數(shù)；寫;(的表示第η時(shí)刻的溫社機(jī)右側(cè)社 件有效變形區(qū)長(zhǎng)度^0?-巧表示第n-i時(shí)刻的溫社機(jī)右側(cè)社件有效變形區(qū)長(zhǎng)度；友，表示 社件在第m-1道次的溫社機(jī)出口厚度平均值，當(dāng)m-1 = 0時(shí)，瓦,=八，Η表示原料厚度。
[0018] 步驟4所述的根據(jù)社件的材料屬性、尺寸和溫度獲得用于加熱社件的內(nèi)能和用于 彌補(bǔ)社件熱福射造成的熱損，具體公式如下：
[0019] 計(jì)算用于加熱社件的內(nèi)能傳(")公式如下：
[0020]
(62):
[0021]其中，Pg表示社件密度，kg/m3;玲(η)表示第η時(shí)刻的溫社機(jī)右側(cè)社件有效變形區(qū) 長(zhǎng)度；友,,_1表示社件在第m-1道次的溫社機(jī)出口厚度平均值，當(dāng)m-1 = 0時(shí)，品=Η，:Η表 示原料厚度；W表示社件寬度，mm;c表示平均比熱容，J/kg·Κ 表示社件溫度，Κ;t表 示時(shí)間，S;
[0022] 計(jì)算用于彌補(bǔ)社件熱福射造成的熱損巧(W)公式如下：
[002引
（3)
[0024] 其中，ε表示社件的福射系數(shù)；σ表示玻爾茲曼常數(shù)。
[0025] 步驟4所述的進(jìn)一步獲得滿足社件加熱所需要的電功率，即將用于加熱社件的內(nèi) 能與用于彌補(bǔ)社件熱福射造成的熱損相加求和。
[0026] 步驟4所述的根據(jù)所獲電功率獲得液壓張力溫社機(jī)調(diào)功裝置的前饋控制量，公式 如下：
[0027]
(4)
[002引其中，Pm(η)表示滿足社件加熱所需要的電功率，Pm。,表示變壓器額定功率，kW; co-s巧表示變壓器功率因數(shù)；nm1表示第m-1道次的加熱效率。
[0029] 所述的加熱功率采用自學(xué)習(xí)算法隨社件尺寸變化而變化，具體公式如下：
[0030]
(5)
[0031] 其中，nm表示第m道次的加熱效率；Pm(n)表示滿足社件加熱所需要的電功率； 扶。表示社件溫度達(dá)到目標(biāo)值并保溫時(shí)總控制量的穩(wěn)態(tài)輸出值；Pm。、表示變壓器額定功率， kW;COS夢(mèng)表示變壓器功率因數(shù)。
[00礎(chǔ)本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：
[0033] 本發(fā)明提出一種液壓張力溫社機(jī)金屬社件的溫度控制方法，本發(fā)明采用的是雙變 壓器加熱方法。由于社制過(guò)程中被加熱的社件長(zhǎng)度和厚度不斷變化導(dǎo)致其電阻的不斷變 化，單純的PID溫度控制器無(wú)法滿足運(yùn)種復(fù)雜狀況下的溫度控制精度要求，需要設(shè)計(jì)特殊 的前饋控制器和采用特殊的控制手段實(shí)現(xiàn)溫度控制；本發(fā)明與傳統(tǒng)的單變壓器加熱方式相 比，避免出現(xiàn)社制過(guò)程中通電導(dǎo)致的無(wú)效加熱的弊端，通過(guò)對(duì)社件長(zhǎng)度和厚度計(jì)算，采用前 饋控制器和反饋控制器組合的方式實(shí)現(xiàn)了社制過(guò)程中的社件加熱和溫度控制，完全能夠滿 足社件，特別是金屬薄帶在社制過(guò)程中保持溫度均勻性的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例的液壓張力溫社機(jī)的社件加熱方法的工作原理圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施例的社漉導(dǎo)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明的一種實(shí)施例的液壓張力溫社機(jī)金屬社件的溫度控制方法流程圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明的一種實(shí)施例的溫度控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明的一種實(shí)施例的階梯溫度設(shè)定示意圖；
[0039] 圖中，1-左位移傳感器，2-左張力液壓缸，3-左夾錯(cuò)，4-左接觸式測(cè)溫儀，5-支撐 漉，6-工作漉，7-右接觸式測(cè)溫儀，8-社件，9-右?jiàn)A錯(cuò)，10-右張力液壓缸，11-右位移傳感 器，12-左變壓器，13-左調(diào)功裝置，14-左變壓器電纜，15-右變壓器電纜，16-右調(diào)功裝置， 17-右變壓器，18-安裝板，19-電刷，20-銅套，21-導(dǎo)電銅板，22-社件基本參數(shù)；23-設(shè)定 溫度，24-實(shí)測(cè)溫度。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，液壓張力溫社機(jī)主要包括：溫社機(jī)本體，主 要由社機(jī)牌坊、支撐漉5、工作漉6、壓下液壓缸、主電機(jī)、傳動(dòng)軸等組成；在社機(jī)左右兩側(cè)分 別布置左張力液壓缸2和右張力液壓缸10,左張力液壓缸2中安裝左位移傳感器1，右張力 液壓缸10中安裝右位移傳感器11，位移傳感器用于測(cè)量社制過(guò)程中社件8有效變形區(qū)的 長(zhǎng)度和社件的運(yùn)行速度；左夾錯(cuò)3與左張力液壓缸2連接，右?jiàn)A錯(cuò)9與右張力液壓缸10連 接，用于夾持社件；在左夾錯(cuò)3側(cè)面安裝導(dǎo)電銅排，采用電纜14與左變壓器12副側(cè)的一端 相連；在右?jiàn)A錯(cuò)9側(cè)面安裝導(dǎo)電銅排，采用電纜15與右變壓器17副側(cè)的一端相連；社漉導(dǎo) 電裝置安裝在支撐漉5的一端，由安裝板18、電刷19、銅套20和導(dǎo)電銅板21組成，銅套20 采用熱裝的方式安裝在支撐漉5傳動(dòng)側(cè)的出軸，調(diào)整電刷19位置使之與銅套20壓緊，導(dǎo)電 銅板21和電刷19由安裝板18固定在支撐漉5傳動(dòng)側(cè)軸承座上，采用電纜（14,15)將導(dǎo)電 銅板21與左變壓器12和右變壓器17副側(cè)的一端相連。控制系統(tǒng)通過(guò)左調(diào)功裝置13控制 左變壓器12的輸出功率，通過(guò)右調(diào)功裝置16控制右變壓器17的輸出功率。
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例中，液壓張力溫社機(jī)金屬社件的溫度控制方法，方法流程圖如圖3 和圖4所示，包括W下步驟：
[0043] 步驟1、采集社件左側(cè)和右側(cè)的實(shí)際溫度值；
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例中，在溫社機(jī)左側(cè)安裝左接觸式測(cè)溫儀4,右側(cè)安裝右接觸式測(cè)溫 儀7 ;測(cè)溫時(shí)，接觸式測(cè)溫儀（4,7)落下，熱電偶測(cè)溫彈黃片壓緊社件，可W精確測(cè)量社件的 實(shí)際溫度；社件移動(dòng)時(shí)，接觸式測(cè)溫儀（4,7)可W在社件上滑動(dòng)繼續(xù)測(cè)量；根據(jù)張力液壓缸 (2,10)的位移傳感器（1，11)判斷夾錯(cuò)（3,9)位置，在左夾錯(cuò)3到達(dá)左接觸式測(cè)溫儀4之 前，左接觸式測(cè)溫儀4自動(dòng)抬起避讓左夾錯(cuò)3,在右?jiàn)A錯(cuò)9到達(dá)右接觸式測(cè)溫儀7之前，右接 觸式測(cè)溫儀7自動(dòng)抬起避讓右?jiàn)A錯(cuò)9 ;
[0045] 步驟2、根據(jù)設(shè)定的溫度值，采用PID控制算法獲得液壓張力溫社機(jī)調(diào)功裝置的反 饋控制量；
[0046] 本發(fā)明實(shí)施例中，由于溫社時(shí)，只需要對(duì)社件的溫社機(jī)入口側(cè)部分加熱，左調(diào)功裝 置13和右調(diào)功裝置16型號(hào)相同而且不同時(shí)工作，控制系統(tǒng)的反饋控制器采用1個(gè)PID控制 器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)社件在溫社機(jī)左、右部分的溫度控制；向左社制時(shí)，PID控制器的輸入信號(hào)為 社件設(shè)定