異形坯連鑄中包多液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)自動化控制技術領域，涉及液壓缸的升降位置方向，具體涉及一種異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]馬鋼三鋼乳總廠4#異形坯連鑄機于2005年建成，該鑄機由西馬克-康卡斯特公司總承包，其兩臺中包車上中包由液壓控制升降。每臺中包車上有四個獨立的升降控制液壓缸，由于外方控制程序的缺陷，中包車升降四個液壓缸的同步功能無法使用，使中包升降使用一段時間后就會出現(xiàn)中包傾斜，甚至卡死，維修困難，嚴重影響了生產(chǎn)節(jié)湊，也具有一定的安全隱患。

【發(fā)明內容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)及方法，通過每個液壓缸上配備一個位置傳感器和伺服閥實時檢測液壓缸的實際位置，利用從動液壓缸的升降速度根據(jù)其與主動缸位置差值進行實時調節(jié)，解決了中包升降使用后出現(xiàn)中包傾斜的問題，具有結構簡單、原理合理的優(yōu)點，實現(xiàn)中包在升降運行過程中自動平衡控制并達到設計精度的要求，為正常生產(chǎn)提供保障。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:一種異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)，所述自動平衡控制系統(tǒng)應用于升降中包車上中包的四個獨立液壓缸，自動平衡控制系統(tǒng)包括控制器、多個位置傳感器和伺服閥，每個液壓缸上安裝一個位置傳感器和一個伺服閥，伺服閥驅動液壓缸，位置傳感器連接在控制器上將檢測到的液壓缸的實際位置數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器中。
[0005]上述系統(tǒng)中，所述液壓缸分為一個主動缸和三個從動缸，控制器中設有計算單元，計算單元連接在控制器上用來計算每個從動缸的實際位置與主動缸實際位置的差值。所述控制器中還設有比較單元，比較單元中設有門檻值用來比較差值與門檻值的大小，控制器根據(jù)比較單元的結果發(fā)出調節(jié)伺服閥的開度指令。所述控制器中還設有轉化單元，轉化單元中設有比例系數(shù)，轉化單元利用比例系數(shù)將計算單元的差值結果轉化為從動缸速度的補償給定值。
[0006]一種異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制方法，所述方法為:當控制器接收到升降或下降指令后，給驅動4個液壓缸的伺服閥發(fā)出主給定值，同時計算每個從動缸的實際位置與主動缸實際位置的差值，當差值大于門檻值時，把差值轉化成補償給定值與主給定值疊加去調節(jié)相應伺服閥的開度，當差值在門檻值內時，其補償給定值設定為零，使得從動液壓缸的升降速度根據(jù)其與主動缸位置差值得到實時調節(jié)。
[0007]上述方法中，所述方法中主動缸的實際位置值是從動缸的參考位置值。所述方法步驟具體包括:步驟一、系統(tǒng)初始化，控制器判斷接收的指令是不是上升指令；步驟二、如果是上升指令，則設定伺服閥主給定值VSET= Vup，繼續(xù)步驟三；如果不是上升指令，則繼續(xù)判斷是不是下降指令，如果不是下降指令，則控制器發(fā)出開度給定值VSE為0,結束運行；如果是下降指令，則設定伺服閥主給定值VSET= V D_，繼續(xù)步驟三；步驟三、讀取參考位置值PREF，讀取從動缸的實際位置值PAeT SE，計算每個從動缸與實際位置的差值△ P，以SE側液壓缸為例，差值公式為:AP = |PACT SE-PREF|，式中PACT SE是SE側液壓缸的實際位置值，另外兩液壓缸的差值公式相同；步驟四、判斷差值AP是否大于門檻值DTH;步驟五、如果ΔΡ大于門檻值DTH，則VAUX SE= Δ P*K，式中V AUX SE是補償給定值，K是比例系數(shù)；如果Δ P不大于門檻值DTH，則VAUX SE= 0 ;步驟六、判斷從動缸實際位置P ACT SE是否小于參考位置值P REF;步驟七、如果PAeT SE小于P REF，則VSE= V SET+VAUX SE，式中VSE是從動缸的開度給定值，V SET是伺服閥主給定值，Vmjxj?是補償給定值，繼續(xù)步驟一；如果P ACTJiE大于P REF，則1= v SET-vAUX_SE，繼續(xù)步驟一，進入循環(huán)模式。所述方法中補償給定值VAUX_SE設置有限幅，VAUX_SE限幅值是液壓缸動作的最高速度的5%。
[0008]本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明提供一種異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明采用合理的運動控制策略，簡單的控制系統(tǒng)，良好的控制算法，設計開發(fā)控制軟件，實現(xiàn)中包在升降運行過程中自動平衡控制并達到設計精度的要求，為正常生產(chǎn)提供保障。
【附圖說明】
[0009]下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[〇〇1〇]圖1是本發(fā)明的【具體實施方式】的自動平衡控制系統(tǒng)的控制結構圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的【具體實施方式】的中包液壓缸自動平衡控制方法流程圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的【具體實施方式】的中包四個液壓缸升降位置自動平衡控制曲線圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的【具體實施方式】的控制曲線圖(圖3)的光標數(shù)據(jù)圖。
【具體實施方式】
[0014]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0015]異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)，如圖1所示，異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制系統(tǒng)應用于升降中包車上中包的四個獨立液壓缸，自動平衡控制系統(tǒng)包括控制器、多個位置傳感器和伺服閥，每個液壓缸上安裝一個位置傳感器和一個伺服閥，伺服閥驅動液壓缸，位置傳感器連接在控制器上將檢測到的液壓缸的實際位置數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器中。馬鋼三鋼乳總廠4#異形坯連鑄機兩臺中包車上中包由四個獨立的液壓缸控制升降，每個液壓缸有自己的位置傳感器，每個液壓缸由獨立的伺服閥驅動，液壓缸同時工作驅動升降設備。
[0016]液壓缸分為一個主動缸和三個從動缸，控制器中設有計算單元、比較單元和轉化單元，計算單元連接在控制器上用來計算每個從動缸的實際位置與主動缸實際位置的差值；比較單元中設有門檻值用來比較差值與門檻值的大小，控制器根據(jù)比較單元的結果發(fā)出調節(jié)伺服閥的開度指令；轉化單元中設有比例系數(shù)，轉化單元利用比例系數(shù)將計算單元的差值結果轉化為從動缸速度的補償給定值。
[0017]異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制方法，方法為:四個液壓缸分為一個主動缸和三個從動缸，當控制器接收到升降或下降指令后，給驅動4個液壓缸的伺服閥發(fā)出主給定值，同時計算每個從動缸的實際位置與主動缸實際位置的差值，主動缸的實際位置值是從動缸的參考位置值，當差值大于門檻值(此值應小于設計精度值)時，把差值轉化成補償給定值與主給定值疊加去調節(jié)相應伺服閥的開度，當差值在門檻值內時，其補償給定值設定為零，使得從動液壓缸的升降速度根據(jù)其與主動缸位置差值得到實時調節(jié)，確保中包在升降過程達到自動平衡。
[0018]馬鋼三鋼乳總廠4#異形坯連鑄機中包升降的4個液壓缸分別為NE (北東)側液壓缸、SE (南東)側液壓缸、SW(南西)側液壓缸和NW(北西)側液壓缸，每個液壓缸內都安裝有位置傳感器，缸的實際行程為〇?600_。本發(fā)明方法中設定NE缸為主動缸，其位置實際值為參考位置PREF，SE、SW、NW三個缸為從動缸。如圖2所示，異形坯連鑄中包液壓缸自動平衡控制方法步驟具體包括:
[0019]步驟一、系統(tǒng)初始化，控制器判斷接收的指令是不是上升指令。
[0020]步驟二、如果是上升指令，則設定伺服閥主給定值VSET= VUP，繼續(xù)步驟三；如果不是上升指令，則繼續(xù)判斷是不是下降指令，如果不是下