专利名称：冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法
技术领域：
本发明涉及冷床倒臂下料设备的控制方法。
背景技术：
冷床倒臂下料设备需要往返循环运行，且工艺方要求每次动作需要分解为慢速启动-快速行走-慢速放料三个步骤，运行时间< 10s，机械方要求运行过程中无剧烈抖动，停止位置精确。满足此种工艺要求的控制方式较多，但是其倒臂速度的控制精度和定位精度均较低。
发明内容
本发明是为了解决现有方法的倒臂速度控制精度低、定位精度低的问题，从而提供一种冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法。冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法，它由以下步骤实现步骤一、基于线性模糊控制理论建立倒臂速度输出给定模型，并下载到PLC中；步骤二、采用PLC从工控机中读取的倒臂单循环动作时间设定值和倒臂附加时间设定值，作为倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数；步骤三、在PLC中，将步骤二中的倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数输入至步骤一中建立的倒臂速度输出给定模型中进行计算，获得倒臂速度输出给定值；步骤四、PLC根据所述倒臂速度输出给定值控制冷床倒臂下料设备运动；步骤五、PLC判断是否进行冷床倒臂下料设备定位，如果判断结果为是，则控制冷床倒臂下料设备定位，完成一次冷床倒臂下料设备的线性模糊控制；如果判断结果为否，则返回步骤二执行下一次冷床倒臂下料设备的线性模糊控制。步骤五中，判断是否进行冷床倒臂下料设备定位的方法是通过两个安装于倒臂前、后限位部分的接近开关实现；具体为当倒臂到达接近开关的工作区域内，接近开关发出讯号给PLC，PLC结合当前倒臂装置的给定速度值给模拟量输出模块发送零速给定命令，控制液压输油管路关闭，从而实现倒臂定位。本发明的倒臂液压系统运行性能良好，定位精确，实现了液压比例控制器在没有位置反馈的工作模式下的线性速度输出控制，不仅节约了设备电控成本，同时减少了设备的维护工作量，在此类无位置反馈的线性输出设备上，都可以使用此种控制模式。
图I是本发明基于的系统的结构示意图；图2是本发明的倒臂速度输出给定模型的时间与速度曲线仿真示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图I说明本具体实施方式
，冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法，它由以下步骤实现步骤一、基于线性模糊控制理论建立倒臂速度输出给定模型，并下载到PLC中；步骤二、采用PLC从工控机中读取的倒臂单循环动作时间设定值和倒臂附加时间设定值，作为倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数；步骤三、在PLC中，将步骤二中的倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数输入至步骤一中建立的倒臂速度输出给定模型中进行计算，获得倒臂速度输出给定值；步骤四、PLC根据所述倒臂速度输出给定值控制冷床倒臂下料设备运动；步骤五、PLC判断是否进行冷床倒臂下料设备定位，如果判断结果为是，则控制冷床倒臂下料设备定位，完成一次冷床倒臂下料设备的线性模糊控制；如果判断结果为否，则返回步骤二执行下一次冷床倒臂下料设备的线性模糊控制。 步骤五中，判断是否进行冷床倒臂下料设备定位的方法是通过两个安装于倒臂前、后限位部分的接近开关实现；具体为当倒臂到达接近开关的工作区域内，接近开关发出讯号给PLC，PLC结合当前倒臂装置的给定速度值给模拟量输出模块发送零速给定命令，控制液压输油管路关闭，从而实现倒臂定位。本发明的系统的结构如图I所示；动力部分使用液压比例控制器实现输出，该液压缸未安装配套位移传感器，自动化系统使用西门子S7-400系列CPU。硬件参数CPU6SE7416-2XN05-0AB0 ；模拟量输出模块6SE7332-5HD01-0AB0；比例阀R900894942d(Rexroth)；工作原理PLC接收到启动信号且满足启动条件，结合生产节奏进行比例微分运算并构建数学模型，进而计算出分段速度积分给定值，并将该值通过模拟量输出模块转化为r20mA信号输出至比例阀。功能块信息定义输入管脚定义1、倒臂接料条件启动；2、倒臂放料条件启动；3、倒臂上升减速保险位；4、倒臂下降减速保险位；5、倒臂上升速度限幅；6、倒臂下降速度限幅；7、倒臂附加时间设定；8、倒臂到达接料位；9、倒臂到达放料位；10、倒臂单循环动作时间设定；输出管脚定义1、倒臂接料速度输出给定；2、倒臂放料速度输出给定；系统参数设定为了满足工艺及机械的生产要求，此次应用采用曲线微分分段，积分建模的控制方式。曲线模型采用抛物线轨迹模型Y=aT*T+bT+c。输出速度采取设定时间完成后的公式自适应进行输出。具体参数调试步骤如下(I)、现场满足运行条件，设备上电；(2)、倒臂上升速度限幅=100 ;(3)、倒臂下降速度限幅=-100 ;(4)、倒臂接料条件启动=PLC读取；( 5 )、倒臂放料条件启动=PLC读取；(6)、倒臂上升减速保险位=PLC读取；( 7)、倒臂下降减速保险位=PLC读取；( 8 )、倒臂到达接料位=PLC读取；( 9 )、倒臂到达放料位=PLC读取；
(10)、倒臂单循环动作时间设定=生产节奏；建模参数优化将系统参数设置完毕后，就可以开始系统建模参数优化，具体优化过程如下A、倒臂单循环动作时间设定=0，测试设备运行需要最小时间tl ；B、倒臂单循环动作时间设定=tl，检查建模给出公式自适应最大极限参数；C、倒臂单循环动作时间设定=10，检查建模给出公式自适应最小极限参数；D、结合最大极限参数和最小极限参数推算建模积分斜率因子参数b ；E、建模最高速率C=IOO ;F、断开模拟量模块输出，启动建模运算检查输出管脚线性输出值，并构建模拟轨迹曲线(如图2所示)
权利要求
1.冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法，其特征是它由以下步骤实现 步骤一、基于线性模糊控制理论建立倒臂速度输出给定模型，并下载到PLC中； 步骤二、采用PLC从工控机中读取的倒臂单循环动作时间设定值和倒臂附加时间设定值，作为倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数； 步骤三、在PLC中，将步骤二中的倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数输入至步骤一中建立的倒臂速度输出给定模型中进行计算，获得倒臂速度输出给定值； 步骤四、PLC根据所述倒臂速度输出给定值控制冷床倒臂下料设备运动； 步骤五、PLC判断是否进行冷床倒臂下料设备定位，如果判断结果为是，则控制冷床倒臂下料设备定位，完成一次冷床倒臂下料设备的线性模糊控制；如果判断结果为否，则返回步骤二执行下一次冷床倒臂下料设备的线性模糊控制。
2.根据权利要求I所述的冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法，其特征在于步骤五中，判断是否进行冷床倒臂下料设备定位的方法是通过两个安装于倒臂前、后限位部分的接近开关实现；具体为当倒臂到达接近开关的工作区域内，接近开关发出讯号给PLC，PLC结合当前倒臂装置的给定速度值给模拟量输出模块发送零速给定命令，控制液压输油管路关闭，从而实现倒臂定位。
全文摘要
冷床倒臂下料设备的线性模糊控制方法，涉及冷床倒臂下料设备的控制方法。它是为了解决现有方法的倒臂速度控制精度低、定位精度低的问题。它基于线性模糊控制理论建立倒臂速度输出给定模型，并下载到PLC中；采用PLC从工控机中读取的倒臂单循环动作时间设定值和倒臂附加时间设定值，作为倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数；并将倒臂单循环动作时间参数和倒臂附加时间参数输入至建立的倒臂速度输出给定模型中进行计算，获得倒臂速度输出给定值；PLC根据所述倒臂速度输出给定值控制冷床倒臂下料设备工作；PLC根据需要进行冷床倒臂下料设备定位。本发明不仅适用于冷床倒臂下料设备的控制，还可以在无线性反馈的线性给定设备的控制上进行广泛应用。
文档编号B21B43/00GK102778857SQ201210261560
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者马兴强 申请人:黑龙江建龙钢铁有限公司