基于PLC模糊控制的輾環(huán)機高速系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)對環(huán)形件產(chǎn)品的要求越來越高，環(huán)件精密軋制技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的關(guān)注度也日趨升高。環(huán)件精密軋制技術(shù)是集零件制造技術(shù)、軋制技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和材料技術(shù)為一體的先進(jìn)制造技術(shù)，是環(huán)形件產(chǎn)品實現(xiàn)精密軋制的首選加工工藝。
　　輾環(huán)機環(huán)件軋制技術(shù)作為環(huán)件精密軋制技術(shù)的一種，其控制精度的高低直接影響環(huán)形件產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。本文基于實際項目，對輾環(huán)機工作過程中時變參數(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果采用模糊控制對原有控制系統(tǒng)優(yōu)

2、化，利用matlab實現(xiàn)控制仿真，以期實現(xiàn)輾環(huán)機精密軋制的目的。
　　本文針對輾環(huán)機精密軋制控制系統(tǒng)尤其是錐輥轉(zhuǎn)速匹配和芯輥進(jìn)給這兩個關(guān)鍵問題，對輾環(huán)機軋制現(xiàn)場造成環(huán)件“失穩(wěn)”、“失圓”進(jìn)行系統(tǒng)分析、數(shù)據(jù)模擬和試驗研究工作。
　　(1)在對輾環(huán)機結(jié)構(gòu)和工作原理介紹的基礎(chǔ)上，找出原控制系統(tǒng)的不足及控制改善的難點，從而根據(jù)輾環(huán)機控制過程特點提出控制系統(tǒng)改進(jìn)方案。具體分析了原控制系統(tǒng)的不足，找到輾環(huán)機控制的兩個難點，即徑軸向的進(jìn)給

3、控制和錐輥轉(zhuǎn)速控制。徑向進(jìn)給是由操作人員根據(jù)環(huán)件長速進(jìn)行實時調(diào)節(jié)的，軸向進(jìn)給是根據(jù)環(huán)件截面軋制曲線人為或自動給定的。錐輥轉(zhuǎn)速是根據(jù)理論公式給出并由操作者手動干預(yù)的;這種控制方法容易造成環(huán)件的偏心和“失圓”。最后圍繞控制難點提出采用模糊控制的方案，設(shè)計了輾環(huán)機模糊控制的總體方案。
　　(2)根據(jù)總體設(shè)計方案設(shè)計了輾環(huán)機的硬件控制系統(tǒng)。根據(jù)控制要求選取合適的控制元件，確定元件合理的安裝位置。增加磁質(zhì)位移傳感器，用于檢測兩抱臂的位移差值

4、。
　　(3)參考輾環(huán)機實際工作過程對各因素的經(jīng)驗調(diào)整值，根據(jù)模糊控制理論對各個因素進(jìn)行計算，構(gòu)建模糊控制器。
　　(4)圍繞模糊控制在輾環(huán)機錐輥轉(zhuǎn)速和芯輥進(jìn)給控制中的使用，進(jìn)行控制系統(tǒng)流程及程序設(shè)計。以錐輥轉(zhuǎn)速模糊控制為例重點講述了編程過程。錐輥轉(zhuǎn)速模糊控制選取抱輥位移偏差和位移偏差變化作為輸入量，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作為輸出量;由模糊輸入因子計算出各兩個輸入量的模糊等級，根據(jù)專家和操作人員總結(jié)的模糊控制規(guī)則以及三角隸屬函數(shù)和最大隸屬

5、度法計算出模糊輸出控制量。整個編程過程借助PLC編程軟件GX-Developer實現(xiàn)，各部分采用模塊化子程序設(shè)計，便于調(diào)試和程序檢驗。
　　(5)利用Matlab實現(xiàn)控制系統(tǒng)仿真。利用matlab建立模糊控制器，并在Simulink中構(gòu)建仿真模型圖，利用仿真模型圖觀測在抱臂位移差和位移差變化率發(fā)生變化時，輸出對輸入變化的適應(yīng)情況。
　　通過對輾環(huán)機模糊控制系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)普通輾環(huán)機中存在的主輥錐輥速度匹配問題可以通過改進(jìn)檢測