基于LabVIEW的轧钢机液压控制系统研究.pdf

2 0 1 2年 9月 第 4 0卷 第 1 8期 机床与液压 MACHI NE T OOL ＆ HYDRAUL I C S S e p ．2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 1 8 DO I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 8 ． 0 2 9 基于 L a b V I E W 的轧钢机液压控制系统研究 李文华，张建卓，李康康 辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新 1 2 3 0 0 0 摘要提出一种基于 L a b V I E W控制高速阀全开占空比，通过 L a b V I E W实时采集辊缝大小以作为反馈控制，同采集到 的温度信号参数一起作为输入量，对轧钢机辊缝进行精确控制的思想。设计了流量控制策略与算法，并开发了L a b V I E W 程 序框图和前面板。测试结果表明高速阀全开过程中流过高速阀的液压油体积与实际所需的液压油体积拟合精度高，且形 成了控制轧钢机辊缝的闭环控制系统。 关键词 L a b V I E W软件；高速阀；占空比；轧钢机；辊缝 中图分类号 T P 3 1 2 文献标识码 B 文章 编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 l 2 1 8 0 9 42 S t ud y o n Hy d r a ul i c Co n t r o l S y s t e m o f Ro l l i n g M i l l Ba s e d o n La b VⅡ W L I We n h u a ，Z HAN G J i a n z h u o ，L I Ka n g k a n g C o l l e g e o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， L i a o n i n g T e c h n i c a l U n i v e r s i t y ， F u x i n L i a o n i n g 1 2 3 0 0 0，C h i n a Ab s t r a c t A t h o u g h t o f c o n t r o l l i n g r o l l g a p o f r o l l i n g mi l l b y c o n t r o l l i n g t h e d u t y c y c l e o f f u l l o p e n o f h i g h - s p e e d v alv e a n d c o l l e c t i n g t h e r o l l g a p a s a f e e d b a c k c o n t r o l t o g e t h e r wi t h the t e mp e r a t u r e s i g n a l a s the i n p u t b a s e d o n L a b VI E W w a s p rop o s e d ．T h e s t r a t e g Y a n d alg o rit h m w e r e d e s i gn e d ． T h e L a b V I EW b l o c k d i a g r a m a n d f r o n t p a n e l w e r e d e v e l o p e d ． Th e e x p e ri me n t s h o ws t h a t t h e v o l u me o f h y d r a u l i c o i l fl o w i n g t h rou g h t h e v alv e i n t h e f u l l o p e n i s c l o s e d t o t h e p r a c t i c al r e q u i r e d ．An d a c l o s e d - l o o p c o n t r o l l i n g s y s t e m o f c o n t roll i n g t h e r o l l g a p o f the r o l l i n g mi l l i s f o r me d ． Ke y wo r d s L a b Vl E W s o f t w a r e ；Hi g h s p e e d v alv e ；Du t y c y c l e；Ro l l i n g mi l l ；Ro l l g a p 轧钢机在轧制板材过程中，由于板材温度分布不 均匀且实时变化，导致热膨胀体积实时变化，引起板 材厚度偏差 ，所 以需要根据板材制作点的温度控 制辊 缝 ，从 而使板 材厚 度恒 定 。L a b V I E W 是一 种 实 时测 控系统开发工具 ⋯ ，它采用 图形化编程并 配有大量 的 分析函数用于数据分析和信号处理 。文中提出一种 基于 L a b V I E W 控制 高速 阀全开 占空 比，对 轧钢 机液 压缸位移和辊缝进行精确控制的思想。由于温度引起 的板材热膨胀体积较小 ，所以需对辊缝微调。通过控 制与工作辊连接的液压缸活塞位移可对辊缝微调 ，这 要求输入到液压缸中的液压油流量较小。由于高速阀 全开时流量较小且频率高 ，将多个高速阀并联之后， 通过控制高速阀的全开数量和全开占空比可在较大范 围内控制液压缸位移。且高频率使轧钢机液压控制系 统响应较快，可满足其控制要求。 1 轧钢机液压控制系统工作原理 基于 L a b V I E W 的轧 钢机 液压控制 系统 工作 原理 如图 1 所示，系统组成为装有 L a b V I E W 软件的计算 机 、D ／ A转换器、放大器、高速阀、液压缸、传感 器 、A ／ D转换器和数据采集卡 。用温度传感器将 板带温度 和工作辊位移采集到 L a b V I E W，采集辊缝 大小作为反馈控制 ，通过公式计算得到为消除偏差向 液压缸输入的液压油体积，由此算得高速阀全开数量 图 1 轧钢机液压控制系统工作原理 2 数学控制方程建模 温度 △ 对板带体积的膨胀系数为 A W V A T 由温度对板带产生的膨胀体积为 △V d A 可得温度对板带产生 的厚度 d fl V A T ／ A 收稿 日期 2 0 1 1 0 9 0 4 作者简介李文华 1 9 6 4 一 ，教授，主要从事机电液一体化技术研究与教学。E m a i l l i n e t 8 8 1 6 3 ． t o m。