[发明专利]一种中厚板液压滚切剪的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢自动控制技术领域，特别是涉及一种中厚板液压滚切剪的控制方法和装置。 

背景技术

出版于2001年第5期《宽厚板》“滚切式定尺剪的剪切优势”一文提到在中厚板切头、切尾、分段的过程中，一种液压式滚切剪正在逐步的被越来越多的钢厂所应用。液压滚切剪具有结构简单，质量轻，成本低，剪切力大，钢板断口质量好，对框架地基冲击小等特点。液压滚切剪结构如图1所示。 

出版于2008年第3期《重工与起重技术》“滚切式定尺剪简介”一文提到液压滚切剪的运动轨迹是左液压缸先动作一段时间，右液压缸才动作，左液压缸和右液压缸的位移差和速度差在整个剪切过程中使上剪刃和下剪刃上的钢板形成一个相对稳定的切入角。右液压缸未动作时，液压油全部供给左液压缸，当左液压缸和右液压缸同时运动时液压油分配给左液压缸和右液压缸。液压滚切剪因其结构上的特点要求左液压缸和右液压缸必须按照一定的运动关系，这样既能保证不会产生刀架水平倾斜角度过大与机械本身外部框架发生碰撞，又能保证在整个剪切过程的剪切力最大。 

常规液压剪的控制方法是先由工艺人员根据设备的具体情况提出左液压缸和右液压缸的理论位移曲线，然后将左液压缸和右液压缸的理论位移曲线与位移传感器读出的实际位移曲线的差值分别输入PID控制器，PID控制器的输出值转化成比例伺服阀的开口度控制液压缸动作来消除各自的位置偏差，使左液压缸和右液压缸的实际位移曲线接近理论位移曲线。常规液压剪的控制方法原理图如图2所示。 

但在实际应用中发现，在左液压缸动作而右液压缸未动作时，液压油全部供给左液压缸，当左液压缸和右液压缸同时运动时，因为液压油被分配到左液压缸和右液压缸导致流量减少使左液压缸动作产生一个明显减慢的过程，剪切轨迹因此发生变化。 

截止目前为止，因左液压缸和右液压缸同时动作使液压系统流量减少而导致的左液压缸和右液压缸实际位移曲线与理论位移曲线相差较大，造成整个剪切轨迹发生变化，剪切角变小，剪切力变小，钢板断口质量差，这种变化很难通过常规PID控制调整比例伺服阀开口控制液压缸动进行有效的解决。 

发明内容

针对现有中厚板液压滚切剪左液压缸和右液压缸位移控制技术存在的问题，本发明提供一种能够有效解决左液压缸和右液压缸同步或保持一定运动关系的方法，以替代目前中厚板液压剪的传统控制方法，从而提高系统的稳定性和断口质量。本发明方法对剪切控制装置，有如下的基本电气硬件要求： 

1)左液压缸和右液压缸分别安装一台位移传感器用于检测两个液压缸活塞杆的位移， 

2)左液压缸和右液压缸分别安装一台有接受模拟量信号控制的比例伺服阀，或者比例伺服阀可采用伺服阀替换，用于控制两个液压缸的动作， 

3)模拟量输入模板、模拟量输出模板和控制器，有一台带有模拟输入输出接口模板、可以进行数学运算的控制器，例如装有模拟输入和输出模板的SIEMENS S7-300PLC，模拟量输入模板读取由位移传感器读取的左液压缸和右液压缸的位移信号，模拟量输出模板输出控制信号控制比例伺服阀的开口度，控制器接受模拟量输入模板的输入信号，对剪切过程进行跟踪和计算，再将结果传给模拟量输出模板。如果一个现有的中厚板液压滚切剪系统已兼备了以上基本条件，则只要加入相关的控制程序即可。 

本发明的控制方法，包括以下步骤： 

第一步：对左液压缸的控制，将左液压缸的理论位移曲线(由工艺人员提出)与左液压缸的实际位移曲线(由左液压缸位移传感器测得)组成独立的闭环控制，将左液压缸理论位移曲线作为设定值，左液压缸实际位移曲线作为反馈值，将设定值和反馈值输入位置PID控制器中，控制器将左液压缸位置PID控制器输出信号g(S_左)转换成左液压缸比例伺服阀的开口度，通过控制比例伺服阀的开口使左液压缸的实际位移曲线接近左液压缸理论位移曲线，其中左液压缸位置PID控制器输出信号g(S_左)与液压缸位移控制关系流程图如图5； 

第二步：对右液压缸的控制，将左液压缸的实际位移曲线与左液压缸和右液压缸的理论位移曲线(由工艺人员提出)之差进行比较得出右液压缸新的设定位移曲线；计算公式如下： 

S_右设＝S_左实-(S_左理-S_右理)                                              (1) 

式中S_右设-右液压缸设定位移曲线；