基于虚拟仪器的镁合金专用轧机控制系统研究

发布时间：2020-09-17 12:46

　　 镁合金具有优良的金属性能,其特殊的金属特性造成了镁合金板材轧制时需要特殊的加工工艺,设计控制轧制加工的自动化系统时也要考虑镁合金板材的特殊性能。根据金属的受力分析可知,金属受到作用力和剪切力时会造成挠曲和压扁。板材轧制是金属发生弹塑性形变的过程,在轧制时考虑轧辊发生弹性的形变,板材发生塑性的形变。根据轧辊和板材的受力分析及其变形特点可以得到辊系的弹跳方程和板材的塑性变形方程,并可以绘制出弹跳曲线和塑性变形曲线。对这些变化规律进行分析可以得到影响辊系和板材变形的因素,这些因素都会对板材轧制的精度带来严重影响。通过调节轧制力、轧制速度和张力可以改善和消除板材厚度不均、轧制温度变化带来的影响。AGC(Automatic Gauge Control)系统是辊缝控制的核心,建立合理的控制系统不仅需要建立精准的控制模型,还要评估轧制过程中存在的各种误差对轧制精度带来的影响。采用厚度计式AGC控制模型,可以监控轧制参数,并依据辊系和板材变形方程组建控制系统,控制系统是依靠调节电机对轧制起控制作用的。对电机采用转速电流双回路控制,而轧机另需外加位置检测回路,从而构成了AGC系统的三闭环回路控制。轧机控制系统的设计,内环和中环回路采用PI控制回路,这样可以快速的调节偏差值,最大程度的消除稳态误差,外环回路采用PID控制回路,可以消除辊缝传感器带来的信息采集滞后。之后,对轧机的AGC控制系统采用最优理论进行时间优化,达到最短时间消耗的目的。采用上下位机构建轧机的控制系统,使用虚拟仪器开发上位机,采用PLC驱动电机和进行信号采集。通过对轧机存在的各种误差进行分析并对轧机控制系统进行校正和补偿,通过位移传感器测量数据的计算,对辊缝测量进行了校正,通过称重传感器测量数据的计算,对压力测量进行了校正。最后使用镁合金板材轧制对控制系统进行了验证,并对开发的控制系统进行完善。
【学位单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG334.9
【部分图文】：

镁合金应用Fig.1.1Magnesiumalloyapplication

镁合金板材及产品Fig.1.2Magnesiumalloysheetandproducts

带材板型图

【参考文献】

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本文编号：2820729