一種液壓張力溫軋機金屬軋件的溫度控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于液壓張力溫社機技術領域，具體設及一種液壓張力溫社機金屬社件的 溫度控制方法。
【背景技術】
[0002] 液壓張力溫社機的工作原理：布置在溫社機左右兩側的兩個張力液壓缸上安裝夾 錯，單片金屬板穿過溫社機工作漉，并被夾持在左右夾錯之間，左右張力液壓缸對社件施加 張力，采用低電壓大電流的電阻加熱方式對兩個夾錯之間的社件通電加熱，社制過程中兩 個張力液壓缸保持恒張力，社件保持恒溫。
[0003] 現有社件加熱方法分為兩種：單變壓器加熱和雙變壓器加熱。
[0004] (1)單變壓器加熱方式是將左、右兩個夾錯作為兩個電極，采用一個變壓器對運兩 個電極通電，對夾持在左、右夾錯之間的社件進行加熱。運種方法優(yōu)點是加熱時溫社機漉縫 可W打開，缺點是只能在溫社機停車后對社件加熱，無法在社制過程中對其加熱，不利于保 證金屬薄板的溫度均勻性。原因是社制過程中溫社機出口側部分的社件厚度要小于溫社機 入口側部分的社件厚度，由于社件厚度越小電阻越大，如果對左右夾錯通電，最終得到加熱 的部分則會是社件的溫社機出口側部分，即無效加熱，而真正需要加熱的部分應該是溫社 機入口側部分。當社件一道次社制完成后，溫社機停車，此時社件的有效變形區(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，使社漉作為一個電極，左、右夾錯 作為另外兩個電極，采用兩個變壓器在左夾錯和社漉之間、右夾錯和社漉之間形成兩個獨 立的回路，分別對社件在左夾錯和社漉之間的部分、右夾錯和社漉之間的部分單獨加熱，且 運兩部分可實現單獨溫度閉環(huán)控制，能夠滿足社件在社制過程中時刻保持在線加熱狀態(tài)。 運種方法要求溫社機漉縫始終閉合，對社件保持一定的壓力使社漉和社件充分接觸，用于 導電。

【發(fā)明內容】

[0006] 針對現有技術的不足，本發(fā)明提出一種液壓張力溫社機金屬社件的溫度控制方 法，W達到滿足金屬薄帶在社制過程中保持溫度均勻性的目的。
[0007] -種液壓張力溫社機金屬社件的溫度控制方法，包括W下步驟：
[0008] 步驟1、采集社件左側和右側的實際溫度值；
[0009] 步驟2、根據設定的溫度值，采用PID控制算法獲得液壓張力溫社機調功裝置的反 饋控制量；
[0010] 步驟3、根據測量獲得所要加熱社件的長度，并根據原料厚度獲得所要加熱社件的 厚度；
[0011] 步驟4、根據社件的材料屬性、尺寸和溫度獲得用于加熱社件的內能和用于彌補社 件熱福射造成的熱損，進一步獲得滿足社件加熱所需要的電功率；
[0012] 步驟5、根據所獲電功率獲得液壓張力溫社機調功裝置的前饋控制量；
[0013] 步驟6、將液壓張力溫社機調功裝置的反饋控制量與前饋控制量相加，獲得調功裝 置總控制量，完成社件的溫度控制。
[0014] 步驟2所述的設定的溫度值采用階梯式溫度設定方法。
[0015] 步驟3所述的根據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時刻，社件在第m道次的溫社機出口厚度；表示第m道 次第η時刻的溫社機左側社件有效變形區(qū)長度；-/)表示第m道次第n-i時刻的溫社 機左側社件有效變形區(qū)長度，i取值為大于1的整數；寫;(的表示第η時刻的溫社機右側社 件有效變形區(qū)長度^0?-巧表示第n-i時刻的溫社機右側社件有效變形區(qū)長度；友，表示 社件在第m-1道次的溫社機出口厚度平均值，當m-1 = 0時，瓦,=八，Η表示原料厚度。
[0018] 步驟4所述的根據社件的材料屬性、尺寸和溫度獲得用于加熱社件的內能和用于 彌補社件熱福射造成的熱損，具體公式如下：
[0019] 計算用于加熱社件的內能傳(")公式如下：
[0020]
(62):
[0021]其中，Pg表示社件密度，kg/m3;玲(η)表示第η時刻的溫社機右側社件有效變形區(qū) 長度；友,,_1表示社件在第m-1道次的溫社機出口厚度平均值，當m-1 = 0時，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 示時間，S;
[0022] 計算用于彌補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；σ表示玻爾茲曼常數。
[0025] 步驟4所述的進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 能與用于彌補社件熱福射造成的熱損相加求和。
[0026] 步驟4所述的根據所獲電功率獲得液壓張力溫社機調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；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習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。表示社件溫度達到目標值并保溫時總控制量的穩(wěn)態(tài)輸出值；Pm。、表示變壓器額定功率， kW;COS夢表示變壓器功率因數。
[00礎本發(fā)明優(yōu)點：
[0033] 本發(fā)明提出一種液壓張力溫社機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。由于社制過程中被加熱的社件長度和厚度不斷變化導致其電阻的不斷變 化，單純的PID溫度控制器無法滿足運種復雜狀況下的溫度控制精度要求，需要設計特殊 的前饋控制器和采用特殊的控制手段實現溫度控制；本發(fā)明與傳統的單變壓器加熱方式相 比，避免出現社制過程中通電導致的無效加熱的弊端，通過對社件長度和厚度計算，采用前 饋控制器和反饋控制器組合的方式實現了社制過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程中保持溫度均勻性的要求。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的一種實施例的液壓張力溫社機的社件加熱方法的工作原理圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明的一種實施例的社漉導電裝置結構示意圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明的一種實施例的液壓張力溫社機金屬社件的溫度控制方法流程圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明的一種實施例的溫度控制器結構示意圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明的一種實施例的階梯溫度設定示意圖；
[0039] 圖中，1-左位移傳感器，2-左張力液壓缸，3-左夾錯，4-左接觸式測溫儀，5-支撐 漉，6-工作漉，7-右接觸式測溫儀，8-社件，9-右夾錯，10-右張力液壓缸，11-右位移傳感 器，12-左變壓器，13-左調功裝置，14-左變壓器電纜，15-右變壓器電纜，16-右調功裝置， 17-右變壓器，18-安裝板，19-電刷，20-銅套，21-導電銅板，22-社件基本參數；23-設定 溫度，24-實測溫度。
【具體實施方式】
[0040] 下面結合附圖對本發(fā)明一種實施例做進一步說明。
[0041] 本發(fā)明實施例中，如圖1和圖2所示，液壓張力溫社機主要包括：溫社機本體，主 要由社機牌坊、支撐漉5、工作漉6、壓下液壓缸、主電機、傳動軸等組成；在社機左右兩側分 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，位移傳感器用于測量社制過程中社件8有效變形區(qū)的 長度和社件的運行速度；左夾錯3與左張力液壓缸2連接，右夾錯9與右張力液壓缸10連 接，用于夾持社件；在左夾錯3側面安裝導電銅排，采用電纜14與左變壓器12副側的一端 相連；在右夾錯9側面安裝導電銅排，采用電纜15與右變壓器17副側的一端相連；社漉導 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傳動側的出軸，調整電刷19位置使之與銅套20壓緊，導電 銅板21和電刷19由安裝板18固定在支撐漉5傳動側軸承座上，采用電纜（14,15)將導電 銅板21與左變壓器12和右變壓器17副側的一端相連?？刂葡到y通過左調功裝置13控制 左變壓器12的輸出功率，通過右調功裝置16控制右變壓器17的輸出功率。
[0042] 本發(fā)明實施例中，液壓張力溫社機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、采集社件左側和右側的實際溫度值；
[0044] 本發(fā)明實施例中，在溫社機左側安裝左接觸式測溫儀4,右側安裝右接觸式測溫 儀7 ;測溫時，接觸式測溫儀（4,7)落下，熱電偶測溫彈黃片壓緊社件，可W精確測量社件的 實際溫度；社件移動時，接觸式測溫儀（4,7)可W在社件上滑動繼續(xù)測量；根據張力液壓缸 (2,10)的位移傳感器（1，11)判斷夾錯（3,9)位置，在左夾錯3到達左接觸式測溫儀4之 前，左接觸式測溫儀4自動抬起避讓左夾錯3,在右夾錯9到達右接觸式測溫儀7之前，右接 觸式測溫儀7自動抬起避讓右夾錯9 ;
[0045] 步驟2、根據設定的溫度值，采用PID控制算法獲得液壓張力溫社機調功裝置的反 饋控制量；
[0046] 本發(fā)明實施例中，由于溫社時，只需要對社件的溫社機入口側部分加熱，左調功裝 置13和右調功裝置16型號相同而且不同時工作，控制系統的反饋控制器采用1個PID控制 器即可實現對社件在溫社機左、右部分的溫度控制；向左社制時，PID控制器的輸入信號為 社件設定