[发明专利]一种钢料温度实时测量与控制方法及专用装置

权利要求书

1.一种钢料温度实时测量与控制方法，其特征在于按如下步骤实现：

1)用非接触式的红外测温仪检测钢料中频加热温度；

2)通过所述红外测温仪上的变送器将测量信号转换成模拟电压信号；

3)将所述模拟电压信号经红外测温仪变送器上的模拟量输出接口送至安装于工控机内的模拟量输入装置将其转变为数字电压信号；

4)执行存储于工控机内的控制模块任务，获得控制量作为钢料的进给速度；所述控制模块任务流程为：

步骤1.首先初始化参数：

步骤2.然后设定钢料温度(Ts)；

步骤3.读取红外测温仪测量信号(V1)；

步骤4.执行工程量转换，计算实际钢料温度(T)，计算公式为：T＝(V1-1)×(m1-n1)/4+n1；

步骤5.计算钢料温度误差(ek)，计算公式为：ek＝Ts-T；

步骤6.判断钢料温度误差(ek)是否大于钢料温度误差上限(B2)，若钢料温度误差(ek)大于钢料温度误差上限(B2)，则将数字PID控制器积分项作用系数(Nk)置0，跳转到计算第一数字PID控制器误差系数(K0)处继续执行；若钢料温度误差(ek)小于钢料温度误差上限(B2)，则判断钢料温度误差(ek)是否小于钢料温度误差下限(B1)；若钢料温度误差(ek)小于钢料温度误差下限(B1)，则将数字PID控制器积分项作用系数(Nk)置1，然后跳转到计算第一数字PID控制器误差系数(K0)处；若钢料温度误差(ek)不小于钢料温度误差下限(B1)，则执行如下步骤；

步骤7.计算数字PID控制器积分项作用系数(Nk)，计算公式为：Nk＝(B2-ek)/(B2-B1)；

步骤8.计算第一数字PID控制器误差系数(K0)，计算公式为：K0＝Kp×(1+Nk×t/Ti+Td/t)；

步骤9.计算第二数字PID控制器误差系数(K1)，计算公式为：K1＝(-1)×Kp×(1+2×Td/t)；

步骤10.计算第三数字PID控制器误差系数(K2)，计算公式为：K2＝Kp×Td/t；

步骤11.计算控制量(uk)，计算公式为：uk＝uk_1+K0×ek+K1×ek_1+K2×ek_2，其中：uk_1为控制量的上一个扫描周期值，ek_1为钢料温度误差的上一个扫描周期值，ek_2为钢料温度误差的上两个扫描周期值；

步骤12.输出控制量uk；同时分别保存uk_1，ek_1，ek_2参数值；

步骤13.判断钢料是否加工完毕，若结果为否，则返回到设定钢料温度(Ts)处，若结果为是，则退出。

5)经安装于工控机内的模拟量输出装置将所述钢料的进给速度转换成模拟电压信号后送至变频器；

6)由变频器控制钢料进给电机的转速，从而实现钢料温度的实时闭环控制。

2.按权利要求1所述钢料温度实时测量与控制方法，其特征在于：其中所述控制模块任务包括：

1)进行工程量转换，将数字电压信号转换为实际温度值；

2)再通过对钢料所设定的工作温度参数及实际温度值求出钢料温度误差；

3)进而，由变速积分数字PID控制算法公式计算出控制量，作为钢料的进给速度的给定值。

3.按权利要求2所述钢料温度实时测量与控制方法，其特征在于：其中所述所述工程量转换公式为：T＝(V1-1)×(m1-n1)/4+n1；式中T为钢料温度测量值，n1为红外测温仪测量值下限，m1为红外测温仪测量值上限，V1为红外测温仪测量信号。