基于智能控制的直进式拉丝机控制系统

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1、基于智能控制的直进式拉丝机控制系统赵　涛　周绍英　解　仑　李崇坚摘　要　针对直进式拉丝机的特点，设计研制了智能控制器，保持拉丝机拉拔过程中的反拉力恒定。结果表明，该系统能有效抑制反拉力的波动，实时检测出拉模的磨损。关键词　直进式拉丝机智能控制器反拉力Thecontrolsystembasedonintelligentcontrolforstraight-wiredrawingmachineXieLunLiChongjian(AutomationResearchInstituteofMMI)ZhaoTaoZhouShaoyin

2、g(InformationEngineeringCollege,UniversityofScienceandTechnologyBeijingBeijing100083)　　AbstractIntelligentcontrollerbasedonthecharacteristicsofstraightwiredrawingmachineisdevelopedinordertokeepthebackpulltensionconstant.Itcanresistallkindsofdisturbance,keepthebac

3、kpulltensionconstantanddetectdiewearingrapidly.　　Keywordsstraightwiredrawingmachine;intelligentcontroller;backpulltension　　直进式拉丝机是世界上较有发展前途的拉丝设备，传统的普通直进式拉丝机均为直流驱动，且无过程控制环节，存在维护困难、控制精度差、反拉力波动严重等问题，难以实现高速及细丝拉拔，断丝堆丝现象经常发生。基于当前电气传动的发展趋势，结合宁夏石咀山钢铁厂改造项目，我们为一分厂6＃8-550型

4、直进式拉丝机变频调速自动控制系统，按照智能控制原理结合现场的经验设计出专家控制器，并采用异步自学习控制的原理对其中的参数进行优化，以保证拉拔过程中金属秒流量相等，维持反拉力的恒定。应用结果表明，该控制器能有效抑制反拉力的波动，较好地满足了生产工艺的要求。1　控制系统的构成　　6＃直进式拉丝机是由原1＃机(3卷筒)、6＃机(5卷筒)合并组合改造而成的，因而其机械配比并不规则，其不规则部分要由电气系统来进行补偿及调节，这给电气系统的调节控制增加了不少难度。　　我们采用工控机＋可编程序控制器的两级控制模式，对拉拔过程进行控制。选用

5、8台变频器用于控制8台电机。在不增加机械装置的情况下，决定通过检测变频器直流侧电流的方法来反映反拉力的变化。按照专家控制的方法设计出针对本系统的专家智能控制器。系统框图见图1。图1　控制系统框图2　电控系统　　由于直进式拉丝机本身是一个强耦和、非线性、时变的运动控制系统，我们采用定量和定性相结合的方法，利用人们的定性经验、逻辑推理能力和自学习的优点，构成基于智能控制器的直进式拉丝机控制系统。本系统的智能控制器由数据库、知识库、推理机和学习环节组成。　　(1)数据库的建立　　本系统采用速度匹配、反拉力微调的控制思想。在拉拔过程

6、中保持金属秒流量相等，即S1v1=S2v2=…=S8v8　　　　　　　　　　　　　　　　(1)式中　vi——第i道次钢丝的前进速度；　　　Si——第i道次钢丝的截面积。　　令ni为对应异步电机的转速，则vi与ni之间存在比例关系：vi=gini　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)式中gi——第i道次vi与ni之间的比例系数。　　此外，在稳定拉拔时，(2)式中ni与相应变频器的速度给定信号Ugdi间成一定的比例关系，即ni=KciUgdi　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3)式中Kci——比例常数。　　在实际生产中，

7、为了保持钢丝拉拔速度不变，我们可以保持成品卷筒的速度不变，即以成品卷筒的拉拔速度为基准调节其余各卷筒的速度，以保持金属秒流量相等，那么操作人员所设定的钢丝拉拔速度即为成品卷筒的转速，则其余各卷筒的速度给定可以按照下式来确定：式中　γi——比例增益；　　　bi——经验常数。　　γi作为该品种的生产参数储存在数据库中。对应于不同的钢丝品种以及操作人员设定的速度要求，控制系统按照相应的配比，给出各个卷筒在拉拔过程中的基准转速，以保证各拉模间的金属秒流量相等。　　(2)知识库的建立　　本系统的规则库可以分为3个子集：稳态速度给定规则

8、集；动态过程保持反拉力恒定规则集；故障诊断规则集。对这3个规则集的建立描述如下。　　1)稳态速度给定规则集　　此规则集按照操作人员设定的品种代号、拉拔速度以及相应的速度匹配系数，给定系统运行时各卷筒的初始速度值。其规则如下：[规则n]if拉拔品种为nand拉拔速度设定为Vnthen给出相应