[发明专利]高炉布料器的电液控制方法

摘要

本发明公开了一种高炉布料器的电液控制方法，即本系统的可编程逻辑控制器通过现场总线分别与控制终端和电液比例控制器通讯连接，两个伺服控制阀分别连接电液比例控制器的液压控制端，两个位移传感器的信号输出端分别连接电液比例控制器的信号输入端。本方法通过设置两个虚轴和两个实轴，虚轴作为运动主轴按既定的速度运动，通过电液比例控制器的线性插值功能，使两个实轴跟随两个虚轴同时开始动作，并到达设定的目标点。本电液控制系统及控制方法实现布料器的环形布料、扇形布料、螺旋布料和定点布料的运动控制，避免了布料溜槽过冲和运动不平稳现象，保证了高温炉料的均匀布料。

主权项

1.一种高炉布料器的电液控制方法，高炉布料器的电液控制系统包括分别控制布料器两个油缸动作的伺服控制阀和分别检测布料器两个油缸行程的位移传感器，还包括控制终端、可编程逻辑控制器和电液比例控制器，所述可编程逻辑控制器通过现场总线分别与所述控制终端和电液比例控制器通讯连接，两个所述伺服控制阀分别连接所述电液比例控制器的液压控制端，两个所述位移传感器的信号输出端分别连接所述电液比例控制器的信号输入端，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、分别定义两个油缸的伸缩位置为实轴X0和实轴X1，分别定义表征布料器溜槽平面旋转角度的轴线和表征布料器溜槽与垂直面倾斜角度的轴线为虚轴X2和虚轴X3，布料器溜槽旋转一周，则虚轴X2旋转360°角，虚轴X3的最大倾斜角度为31°角；步骤二、虚轴X2和虚轴X3作为运动主轴按电液比例控制器给定的速度运动，实轴X0和实轴X1跟随虚轴X2和虚轴X3同时开始动作，并同时到达不同的目标点，虚轴X2和虚轴X3的运动速度决定实轴X0和实轴X1的运动速度；步骤三、布料器溜槽环形布料时，虚轴X3决定布料半径，实轴X0和实轴X1与虚轴X2和虚轴X3的关系如式（1）和式（2），      （1）       （2）其中：K1为修正系数，r为布料器万向节的外环半径；根据布料半径，虚轴X3给定一个恒定值，其大小决定环形布料半径，由电液比例控制器提供线性插值功能，实轴X0和实轴X1分别按式（1）和式（2）形成近似cos和sin运动曲线，运动曲线的每一个点的位置由虚轴X2决定，运动曲线的最大值由虚轴X3决定；步骤四、布料器溜槽螺旋布料时，虚轴X2和虚轴X3同时变化，设定X2=6.2800×N              （3）X3=K2                   （4）其中：N为虚轴X2的旋转圈数，K2由虚轴X3的最大倾角决定，当最大倾角为31°角时，K2采用弧度表示为0.5407；以虚轴X2作为主导轴，给定虚轴X2的运动速度，虚轴X3运动速度由虚轴X2运动速度决定，当虚轴X2运动到最大圈数时，虚轴X3达到最大倾角，将式（3）和式（4）代入式（1）和式（2），经电液比例控制器进行线性插值后，得到实轴X0和实轴X1的运动曲线；步骤五、布料器溜槽扇形布料时，要求溜槽在起始角a和结束角b之间往复运动形成扇形布料，相应的虚轴X2在a和b之间往复运动，虚轴X3在虚轴X2每次往复运动后增加3°角，对应弧度为0.0523，直至虚轴X3到达最大倾角；将实轴X0和实轴X1的运动轨迹分为两步：第一步：虚轴X3增加3°角，虚轴X2为扇形布料的起始角，则实轴X0和实轴X1按式（5）和式（6）运动，      （5）        （6）第二步：保持虚轴X3倾斜角不变，虚轴X2由起始角a运行到结束角b，以虚轴X2 作为主导轴，设定虚轴X2的运动速度，实轴X0和实轴X1跟随虚轴X2做插补运动，形成溜槽的圆弧轨迹，虚轴X2按式（7）运动，X2＝b‑a                                 （7）重复执行第一步和第二步，直至虚轴X3的倾斜角达到设定的最大值；步骤六、布料器溜槽定点布料时，要求溜槽为在旋转角为c和倾角为d的指定点布料，即虚轴X2=c，虚轴X3=d，则实轴X0和实轴X1按式（8）和式（9）运动，      （8）        （9）经电液比例控制器对实轴X0和实轴X1运动轨迹进行线性插值后，使实轴X0和实轴X1运动至定点位置。