DAK控制系统PPT
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第章机床电气控制系统-PowerPoint演示文稿(1)章机床电气控制系统-PowerPoint演示文稿一、机床电气控制系统的概述机床电气控制系统是机床的重要组成部分,它包含了机床的各种运动控制、调节控制、逻辑控制和安全控制等。
二、机床电气控制系统的主要功能1. 运动控制功能:实现机床各轴的控制,如进给轴、主轴、刀架等。
2. 调节控制功能:实现机床的工作参数的控制,如切削速度、进给速度等。
3. 逻辑控制功能:实现机床各个功能模块之间的协调,如自动上下料、自动装夹等。
4. 安全控制功能:实现机床的安全保护,如启停控制、急停控制等。
三、机床电气控制系统的组成1. 电源系统:为整个电气系统提供电源。
2. 运动控制系统:包括伺服驱动器、伺服电机、编码器等。
3. 调节控制系统:包括频率变换、PID控制等。
4. 人机界面系统:包括数控系统、手动操作盘、触摸屏等。
5. 逻辑控制系统:包括PLC、PC等。
6. 安全保护系统:包括紧急停止、软性限位等。
四、机床电气控制系统的发展趋势1. 智能化、网络化:机床电气控制系统将会更加智能化和网络化,信息化水平得以提高。
2. 集成化:机床电气控制系统将逐渐向集成化发展,整个系统的安装调试、运行和维护都将更加简单。
3. 专业化:不同的机床将会采用不同的电气控制系统,向着细分领域不断推进。
五、机床电气控制系统的问题及解决方法1. 技术问题:机床电气控制系统涉及众多技术,需要掌握的技术内容较多。
需要高技能人才。
2. 故障问题:机床电气控制系统存在故障难以排除的问题,需要专业技术支持和保养。
3. 成本问题:机床电气控制系统的成本较高,特别是高端机床电气控制系统的成本更是可观。
总之,机床电气控制系统是机床的重要组成部分,将会随着科技的不断发展和升级来逐渐完善和发展。
我们要加强对机床电气控制系统的学习,使其在我们生产生活中发挥更大的作用。
DAK设备介绍与基本控制主讲:吴婷主要内容DAK设备介绍DAK运动&压力控制DAK顺序控制CLECIM 提供两种类型的气刀:基本系统:DAK B气刀唇缝的形状由操作工在支架上调整遥控系统:DAK E在生产过程中,气刀唇缝根据横向误差控制或操作员从HMI上通过电机进行调节涂层厚度控制模型其他锌层厚度影响因素:锌锅温度锌锅成分带钢温度以及粗糙度气刀距锌锅距离供气设备12台风机变频器控制速度23控制阀泄压阀空气(GI 板)氮气(GA 板)定位器示意图定位器1支撑气刀气刀定位2水平运动垂直运动3本地控制远程控制气刀唇形横向剖面图气刀唇形纵向剖面图锌锅辊沉没辊转向辊,静摩擦力驱动辊面具有沟槽辊面以及轴套材质(辊面不锈钢,轴承硬质合金)定期更换清洗锌液以及锌渣黏附在辊面破坏辊面平洁度产生带钢表面缺陷 辊面,轴套在锌液中高速转动受锌液侵蚀,加速磨损防止沉没辊划伤带钢机组速度工艺段张力沉没辊安装等校正辊以及轧制线辊校正辊用于改善翘曲板形轧制线辊用于保证带钢处于气刀正确位置辊转动由静摩擦力驱动,但水平运动由电机驱动 定期更换清洗(保持辊面平洁度,防止辊面结瘤,在带钢表面产生辊印)锌锅辊预热炉三个锌锅辊在放入锌锅前均需要预热,预热到460 ℃防止辊热胀冷缩,变形过大导致辊子转动不好电阻加热热电偶检测温度气刀过程控制系统Level1运动控制 气刀水平运动气刀垂直运动校正辊和轧制线辊运动刀唇运动控制模式:本地/远程本地:从本地操作员面板进行控制远程:手动和自动模式•手动模式:操作员从HMI上输入运动设定值以及“Validation”信号•自动模式:平均涂层控制(纵向涂层控制)计算出参考值或自动顺序中的参考值(带钢缺陷、标定、预设定)自动模式下手动模式输入设定值锁定控制模式:本地/远程本地:从本地操作员面板进行控制远程:手动和自动模式•手动模式:操作员从HMI上输入运动设定值以及“Validation”信号•自动模式:标定顺序校正辊运动控制模式:本地/远程本地:从本地操作员面板进行控制远程:手动和自动模式•手动模式:操作员从HMI上输入运动设定值以及“Validation”信号•自动模式:标定顺序刀唇运动控制模式:远程远程:手动和自动模式•手动模式:操作员从HMI上输入唇缝设定值以及“Validation”信号•自动模式:横向涂层控制计算出参考值或自动顺序(预设定、标定等)中的参考值U型特点:中间唇缝小,边部唇缝大优点:有利于控制边厚缺点:带钢表面锌层不均匀平行型特点:上下刀唇平直优点:锌层较均匀缺点:不利于控制边厚可以和边缘挡板配合使用改善边厚M型特点:上下刀唇形状如同M型优点:能够解决边厚问题同时使锌层较均匀 缺点:调整复杂刀唇运动互锁唇缝参考值小于0.5mm,禁止上刀唇向下运动 唇缝参考值大于3mm,禁止上刀唇向上运动 相邻唇缝互锁,相邻唇缝不能超过0.5mm压力控制控制量控制阀(前/后刀)和风机速度压力检测气室内压力计控制器PI(比例积分)压力控制器边缘挡板带钢边厚缺陷什么是边厚?边部锌层厚度是中部的1.2~2倍边厚结果卷取困难、合金化退火处理时非合金化边沿,需切边处理,造成浪费边厚产生原因边部气流紊乱,造成锌液飞溅使用挡板引导边部气流气刀自动顺序控制 预设定标定带钢缺陷打开带钢缺陷关闭气刀清洗挡板定位标定自动顺序 标定的目的得到位置检测的参考值(提供基准参考值)标定的对象水平运动、垂直运动、校正辊&轧制线辊运动、刀唇运动标定方法限位开关顺序控制远程手动(HMI)顺序目的带钢本身有缺陷时,气刀处于等待位置气刀等待位置气刀距离带钢140mm(可通过VAI-SPY修改)风机吹扫压力为6Kpa顺序控制远程手动(HMI)顺序目的关闭“带钢缺陷打开”顺序,恢复气刀状态 顺序控制远程手动(HMI)刀唇清洗清洗目的刀唇粘锌(结瘤)清洗工具清洗铜块清洗顺序(远程手动)挡板顺序控制 远程手动/自动自动模式1.焊缝在气刀前30m,挡板自动打开2.焊缝在气刀后10m,挡板自动关闭3.DAK与线设定PLC通讯不正常,挡板自动打开。
与大唐华银技术交流会二O一二年二月主要内容一、公司简介二、2MW风电机组控制系统简介三、调试软件简介四、产品的技术特点及优势一、公司简介•重庆科凯前卫风电设备有限公司是重庆前卫仪表和丹麦KK电子公司共同组建的一家高科技合资公司,产品范围包括风电机组控制系统、变频器、变桨系统及远程监控系统(SCADA)。
•公司与丹麦Aalborg大学能源技术学院、丹麦Risoe风电国家重点实验室、重庆大学和西北工业大学具有良好的合作基础,为项目关键技术问题的理论研究提供强大的技术支撑。
•目前公司员工180余人,其中从事风电控制技术研发的技术人员达50余人,包括1名博士后,10余名硕士,40多名本科毕业生。
•重庆前卫仪表有限责任公司,成立于1966年,隶属于中船重工集团,位于重庆市两江新区核心地带,是研制、生产仪器仪表和军用控制设备的专业企业,也是重庆市支持的重点增长型企业。
•KK电子公司于1981年在丹麦Herning成立,在风电工业领域已有30年的经验;在控制及远程监控方面具有世界一流水平;在全球范围内安装超过15000台风机控制系统;具有丰富的风电机组控制系统开发及维护经验。
1991年,kk为全球首家海上风场--丹麦文德比海上风场的11台450KW风机提供控制系统解决方案2002年,kk为全球闻名的海上风场——Middelgrunden,20台2MW风机提供控制系统解决方案•2005,KK开发出世界最大的5MW陆地和海上双馈风电机组控制系统,最早实现5MW风电机组控制系统商业化运行。
•目前正在开发6MW及其他型号的海上风电机组控制系统。
•全球海上风机控制系统市场占有率达到66%。
公司产品2MW双馈风电机组全套控制系统1.5MW双馈风电机组全套控制系统•部分在研项目•3MW电励磁风电机组控制系统•2MW高原型风电机组控制系统•5MW海上风机控制系统• 3.6MW海上风机控制系统•3MW变桨系统部分运行风场二、2MW风电机组控制系统简介•控制柜简介•A10(并网控制柜):•通过主断路器实现风机与电网的连接•通过电网监控模块实现对电网参数监控•辅助配电分配,采用690/400变压器为机组提供辅助配电•A11(塔基控制柜):•PLC及IO模块,实现机组主要控制功能•UPS在电网掉电后为控制系统供电,实现停机过程,完成相关数据的存储•通过I-BOX实现对机组实时运行数据的存储,并上传数据到远程监控系统(SCADA)•通过交换机实现风机到风场光纤环网的连接,实现远程监控•A20(变频器):•采集发电机运行参数,根据主控系统命令对发电机运行状态进行控制,实现发电机定子与转子与电网的连接•根据主控命令,按照电机矢量控制策略,实现电机的转矩及功率控制•在机组异常情况(低电压、高电压、过流、超功率等)下,保证电机及变频器安全•A30(机舱控制柜):•通过IO模块,对机舱的外围部件(发电机、齿轮箱、液压站、气象站等)进行监控,实现相应的控制功能•通过光纤完成A30与A11的连接,实现现场总线通讯•实现与变频器、变桨系统通讯,完成相应的控制•通过安全控制器,对机组及人身安全相关的信号(转速、振动、紧急停机按钮等)进行监控,实现紧急停机•A60(变桨系统):•根据主控命令,通过变桨驱动模块对变桨电机进行驱动,实现叶片位置的改变•在电网掉电情况下,通过变桨备用电源驱动叶片到顺桨位置,切断机组机械能输入,降低叶轮转速,保证机组安全•对变桨备用电源进行监控,进行充放电控制,保证容量足够实现顺桨过程系统单线图维护电源图计算机系统拓扑图三、调试软件简介•WindDesk是与科凯前卫控制系统配套使用的调试软件,主要功能包括:•风机实时状态监测•风机历史运行数据查询•风机运行参数设定•风机各部件调试•风机运行数据统计等等登陆界面主界面参数设定维护界面部件调试部件监控事件控制变量控制事件统计日志统计可靠性统计发电量统计功率曲线优化功率控制滤波器参数设置实时数据四、产品的技术特点及优势•2MW双馈全套控制系统系统于2011年11月在张北国家风电并网测试风场率先一次性通过了中国电科院低电压穿越测试,测试结果符合电科院最新低电压穿越标准要求,将为机组优先并网提供了技术保证。
DAK控制系统主讲:吴婷
主要内容
预设定
纵向平均控制
横向误差控制
预设定目的
减少每一卷钢的废弃长度,提高成材率 提高自动涂层控制的精度和速度
控制框图
PDI(原始数据信息) DAK预设定数值
],,,,,,[32V e
H P k k k A f W z =W :平均涂层值
K2,K3,KZ :经验值,取决于涂层类型
P :喷气压力
H :气刀距带钢距离
e :平均唇缝值
V :生产线速度
自适应系数A 计算
反馈值
模型计算值==Wfeedback Wth A new
P&H 计算
喷气压力计算
W
e A
k k V P k L H
z ××××=×32L
:平均唇缝值 气刀到带钢距离计算
),(min e H
e H MAX H ×=
饱和计算
自动预设定计算中,如果计算P&H 值出现以下情况: P>Pmax 或P<Pmin
H>Hmax 或H<Hmin
则需要进行饱和计算,此时P 取极值
饱和计算公式:
3
2k W P A
k V k e H z ××××××=
预设定输入输出参数
预设定输入
PDI(涂层厚度,涂层类型,带钢宽度,锌层厚度)生产线数据(线速度,自适应系数)
预设定输出
过程数据(唇缝值,喷气压力,水平距离)
预设定状态(正常/预设定计算错误/输入数据错误)
自动涂层厚度控制系统(ACC)
纵向平均控制
反馈控制
前馈控制
横向误差控制
涂层厚度模型
g
H
k z e
P A k k V W 3
2−×××=W :平均涂层值
K2,K3,KZ :经验值,取决于涂层类型
A :自适应系数
P :喷气压力
H :气刀距带钢距离
g :平均唇缝值
V :生产线速度
控制策略
H
H W
P P W W Δ∂∂+Δ∂∂=Δ0
=ΔH W
P
W P ∂∂×Δ=Δ假设线速度恒定为常数,且忽略其他参数对平均涂层厚度的影响,只考虑控制压力和距离
1.首先假设
2.压力调节出现饱和(压力达到最大或最小值)
压力=饱和值,进行水平距离调节
W
H
P P W W H ∂∂×Δ∂∂−Δ=Δ)(lim 3.应用压力和水平调整量
增益计算
增益、计算
P
∂W P
∂∂W H ∂∂W H ∂∂目标涂层值值
前后刀检测的平均压力−=−=−==∂∂W P et MeanT ess DakMean dPdW W P arg Pr
dPdH dPdW dHdW W H ==∂∂g
P K DakLipGap ess
DakMean K dPdH ×=
×=33Pr 3
3WK g
g P K W
P
dHdW =×=
纵向平均控制流程
Smith 预估补偿控制原理
Smith 补偿函数为
s
P P s
P L e s G s G e s G s G ττ−−−=−=)()()1)(()(
Smith 预估控制在DAK 中的应用)
()(测厚仪检测值目标涂层值模型输出值锌层滞后模型输出值−+−=ΔW 模型预测值
滞后模型预测值
W ΔP ΔH
Δ和Smith 预估补偿器的输出就为滞后模型涂层输出值减去模型涂层输出值
前馈控制原理
前馈控制在DAK 中的应用V
V W
H H W
P P W W Δ∂∂+Δ∂∂+Δ∂∂=Δ考虑线速度变化
V
W
V W =∂∂H H W
P P W V W W Δ∂∂+Δ∂∂=∂∂−Δ
横向误差控制框图
映射矩阵计算
为了得到第j个电机对第i个检测点的锌层厚度的影响
假设:
1.相邻刀唇之间的唇形为线性
2.第j个电机只影响第j-1和第j+1个电机之间的唇形形状并不能影响第j-2与
第j-1个电机之间的唇形以及第j+1与第j+2个电机之间的唇形
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−−>−=其他情况如果a j i a
j ij X X P X X P m 1 0i
转换系数计算
涂层厚度对唇缝偏导数
14个刀唇机构的变化量总和对第个检测点的涂层厚度的变化值
23j
j g W H K g W −=∂∂j j j ij g g W m C Δ∂∂=∑=141
i g
最优控制策略
控制目标定义为2
14
1
121)()(c g g m Cai r Cgi Cai J j j jj ij n i n i +Δ−=+−=∑∑∑===0=∂∂k
g J
14
,2,1L =∀k ∑==Δ14
1
j j g 约束条件⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎝⎛011)(2211L M kk T r r MR MR r )(⎟⎟⎟
⎟⎟⎟
⎠⎞
⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎝⎛−ΔΔΔc g g g k M 21=⎟⎟⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜⎜⎝⎛
0a C MR T )(
刀唇饱和情况
唇缝参考值小于0.5mm,禁止上刀唇向下运动 唇缝参考值大于3mm,禁止上刀唇向上运动 相邻唇缝互锁,相邻唇缝不能超过0.5mm
刀唇饱和控制策略
刀唇调整量应用
按一定速度缓慢变化刀唇调整值,以避免损坏刀唇
V_corr:刀唇电机速度
L:带钢宽度
Corr:刀唇调整量
V:带钢速度。