[发明专利]结晶器调宽系统中的定位装置及定位控制方法

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种结晶器调宽系统中的定位装置及定位控制方法，适用于采用液压系统进行调节的结晶器调宽控制系统。

背景技术：

在钢铁生产连续浇铸的过程中，为了生产不同宽度规格要求的铸坯同时提高生产效率保证连续生产，均采用了结晶器调宽技术来改变浇铸板坯的宽度，避免了停机更换结晶器造成的生产时间损失及二次开浇造成的原材料损耗，从而提高了金属收得率和生产作业率，提高铸机产能。

结晶器调宽控制系统有两种方式，即电动传动方式和液压传动方式，它们均需要控制结晶器窄边的位置，并且在浇铸生产过程中保持窄边的位置不变。电动传动方式可以通过将传动装置锁定来达到宽度保持不变，而液压传动控制系统，由于液压系统本身的特性会产生漂移和泄漏，一旦通过机械方式锁定之后将不能重复进行调宽控制，因此在生产过程中必须通过控制调节的方法来保证结晶器窄边位置保持不变。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结晶器调宽系统中的定位装置及定位控制方法，结晶器的宽度和锥度通过带位移传感器的调宽液压缸、伺服阀进行位移闭环控制调节。在连铸生产过程中，主要的变化来自于浇铸过程中钢水静压力的变化，因此浇铸过程中保证液压缸两侧的平衡将能保证宽度和锥度控制在设定的精度范围以内。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

结晶器调宽系统中的定位装置，包括安装在结晶器两侧的上部调宽液压缸和下部调宽液压缸，所述的上部调宽液压缸和下部调宽液压缸上分别安装有位移传感器，每个所述的液压缸的有杆腔和无杆腔的管道上安装有压力传感器，所述的液压缸连接伺服阀。

所述的结晶器调宽系统中的定位装置，所述的位移传感器采用磁致伸缩位移传感器，所述的液压缸的活塞杆上装配有一个磁环。

结晶器调宽系统中的定位控制方法，该方法包括：采用位置控制作为控制系统中的主回路或者外环控制，在系统的初始阶段通过连接在油缸的位移调整伺服电磁阀的阀位开度来完成结晶器的宽度和锥度的调节；而当锥度和宽度调节完成之后，通过油缸组所对应压力传感器的压力信号对伺服阀的阀位开度进行微调，控制油缸有杆腔和无杆腔的压力差来克服由于钢水静压力改变所带来的压力差的变化，在调节过程中限制伺服阀的最大输出来控制调整的速度。

附图说明：

图1是本发明的设备组成示意图。

图2是本发明的液压油缸的结构示意图。

图3是本发明的闭环调节环节示意图。

图4是本发明的控制流程图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1所示：本发明的结晶器调宽系统中的定位装置，包括安装在结晶器1两侧的上部调宽液压缸2和下部调宽液压缸，所述的上部调宽液压缸和下部调宽液压缸上分别安装有位移传感器3，每个所述的液压缸的有杆腔和无杆腔的管道上安装有压力传感器4，所述的液压缸连接伺服阀5。

实施例2：

实施例1所述的结晶器调宽系统中的定位装置，所述的位移传感器采用磁致伸缩位移传感器，它利用两个不同的磁场相交时产生的一个应变脉冲信号，然后计算出这个信号被控测所需的时间周期，从而换算出准确的位置。因此，在调宽液压缸的活塞杆上装配有一个磁环6作为活动磁铁，而将波导管7插入液压缸中，这样随着液压缸活塞杆的移动则可以测量出液压缸的位移。

实施例3：

结晶器调宽系统中的定位控制方法，该方法包括：采用位置控制作为控制系统中的主回路或者外环控制，在系统的初始阶段通过连接在油缸的位移调整伺服电磁阀的阀位开度来完成结晶器的宽度和锥度的调节；而当锥度和宽度调节完成之后，通过油缸组所对应压力传感器的压力信号对伺服阀的阀位开度进行微调，控制油缸有杆腔和无杆腔的压力差来克服由于钢水静压力改变所带来的压力差的变化，在调节过程中限制伺服阀的最大输出来控制调整的速度。

控制原理及过程：

在PLC中实现位置闭环调节和压力闭环调节的PID算法和参数的调整。

位移闭环调节过程：

在需要进行位置调节的过程中由于需要大位移的调节过程因此将位移传感器作为主调节参数，此时位移闭环调节则作为主调节过程对伺服阀进行控制，该调节过程采用PID调节方法，根据伺服阀的调节特性设定比例、积分和微分的参数，通过结晶器的宽度和锥度设定分别获取结晶器左上部、左下部、右上部、右下部液压缸的位移设定值，通过液压缸内部的位移传感器来获取实际值从而形成位移调节过程中的闭环调节。