一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法技術

一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法，包括以下步驟：根據動梁的當前速度創建一個速度控制閉環以實時控制動梁的速度，根據動梁的當前位置創建一個位置閉環控制實現對動梁的定位，用速度閉環控制動梁的運行速度，用位置閉環控制動梁運行所要到達的位置。在動梁運行過程中全程速度閉環控制，整個運行過程都很平穩，且速度的切換也會更平滑，不再有分段、超調、提前減速時間加長等問題，無突變輸出也能更好的保護比例閥。動梁剎車時采用位置閉環控制，控制精度上有很大提高，重復精度也很好。壓機的整體運行速度有所提高，整體性能有明顯的提升。本發明專利技術結構簡單，有較強的靈活性和適應性，使用起來簡單方便，大步提高了產品質量、精度和性能。

【技術實現步驟摘要】
一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法
本專利技術涉及應用到陶瓷壓磚機，特別是陶瓷壓磚機的動梁的運動控制方法。
技術介紹
現有技術的陶瓷壓磚機是通過液壓驅動，具體是通過控制器向比例閥發送一定電壓的電信號，控制比例閥的開度從而控制液壓的大小。請參考圖1，壓磚機的主要結構是動梁11與模框12，動梁11與模框12之間放置有待壓制的粉料，動梁11上端通有油液，從而產生液壓，以驅動動梁11運行。目前大家所公知的陶瓷壓磚機控制系統普遍采用普通PLC來控制壓機的動作，整體的控制思路如圖2，包括如下步驟：D1：控制陶瓷壓磚機的動梁運行。D2：讀取位移傳感器的值。D3：根據位移傳感器的值判斷動梁所處的階段；若當前動梁處于開始起步區域，則跳轉至步驟D4；若當前動梁處于快速運動區域，則跳轉至步驟D5；若當前動梁處于剎車位置區域，則跳轉至步驟D6。D4：向液壓比例閥輸出0-10V的起步電壓。D5：向液壓比例閥輸出0-10V的快速電壓。D6：向液壓比例閥輸出0-10V的剎車電壓。這種控制模式是采集當前壓機動梁的實時位置給PLC，PLC再根據動梁實時位置來判斷動梁處于哪個階段，然后通過模擬量輸出模塊來進行輸出設定的動梁比例閥的開度。這種公知的位置控制技術已經應用于陶瓷壓磚機上多年，也是很成功的。但是這種技術存在以下的缺點：1、這些位置檢測傳感器都是模擬量形式，在陶瓷壓磚機的現場工作環境中，模擬量受干擾和影響的因素有很多，這些位置傳感器很容易受到干擾造成輸入PLC的數據不準確；2、控制方法比較簡單，根據不同的位置段，輸出不同的模擬量來控制液壓比例閥，這對于大物件的運動來說，容易造成分段效果，并且受制于上油箱的氣壓不穩定的情況，分段控制輸出造成的動梁運動的重復性精度不高；3、分段輸出來控制液壓比例閥，在大開度與小開度之間沒有一個過渡，運行時間久容易造成液壓比例閥的損壞。4、分段輸出控制很難去掌握壓機動梁的實時速度(mm/s)，對操作者以及粉料要求比較高，容易造成磚坯不合格。總而言之，現用的根據位置來進行分段輸出模擬量給比例閥存在很多的問題，難以去保證動梁運行的重復精度，壓機的整體性能不高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，為陶瓷壓磚機提供一個新的控制理念，一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法，從而解決現有控制系統存在的抗干擾能力差、重復精度不高、控制精度不高、控制性能差的問題。為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案：包括以下步驟：步驟一:預設陶瓷壓磚機的動梁的初始位置與目標位置，其中初始位置的絕對位移值為L0，目標位置的絕對位移值為L1；預設該動梁的加速度a1、快速運行速度Vs以及減速度a2；步驟二：計算該動梁的開始剎車位置，其絕對位移值L2＝L1-Vs2/a2；步驟三：向比例閥發送控制信號，控制動梁以加速度a1運行；步驟四：測定該動梁的當前速度并與所述快速運行速度Vs比較，判斷該動梁的當前速度是否達到快速運行速度Vs,若為是，則進入步驟五；否則跳轉至步驟三；步驟五：測定該動梁的當前速度，以快速運行速度Vs作為輸入，以當前速度作為反饋，根據輸入與反饋之間的誤差進行PID(proportionintegralderivative，比例積分微分)運算；步驟六：向比例閥輸出穩定的速度控制信號，將動梁的速度穩定在Vs；步驟七：測定該動梁的當前位置并與所述開始剎車位置比較，判斷該動梁是否已到達開始剎車位置，若為是，則進入步驟八，否則跳轉至步驟五；步驟八：向比例閥發送控制信號，控制動梁以減速度a2運行；步驟九:測定該動梁的當前速度并判斷該動梁的當前速度是否已達到零，若為是，則結束本方法；否則跳轉至步驟八。相比于現有技術，一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法根據動梁的當前速度創建一個速度控制閉環以實時控制動梁的速度，根據動梁的當前位置創建一個位置閉環控制實現對動梁的定位，用速度閉環控制動梁的運行速度，用位置閉環控制動梁運行所要到達的位置。動梁運行過程中，由于慣性以及上油箱的氣壓壓力不同造成速度的不穩定均可利用速度閉環來進行控制，速度閉環保證了動梁穩定速度的運行，這樣可以保證動梁與頂出裝置的同步動作，會更好的保證磚坯的合格率，同時避免動梁速度設置不合理導致效率降低的情況。在動梁運行過程中全程速度閉環控制，動梁的整個運行過程都很平穩，并且速度的切換也會更平滑，不再有之前控制所體現的分段、超調、提前減速時間加長等問題，無突變輸出也能更好的保護比例閥。另外，因為在動梁剎車時采用的是位置閉環控制，控制精度上有很大提高，重復精度也很好。壓機的整體運行速度有所提高，整體性能有明顯的提升。本專利技術結構簡單，有較強的靈活性和適應性，使用起來簡單方便，大步提高了產品質量、精度和性能。進一步，在步驟四中，通過一個位移傳感器實時檢測動梁的位置，并對動梁的位置進行求導計算得到動梁的當前速度；在步驟七中，通過所述位移傳感器直接測定動梁的當前位置；在步驟九中，通過所述位移傳感器實時檢測動梁的位置，并對動梁的位置進行求導計算得到動梁的當前速度。本專利技術利用同一個位移傳感器進行位置閉環控制、速度閉環控制，結構上簡單，但控制上有根本變化，在一個陶瓷壓磚機的動梁控制上用了2種閉環控制方法，能更好的去控制動梁動作，控制更穩定、精準。進一步，在步驟四、步驟七以及步驟九中的位移傳感器為SSI(SynchronousSerialInterface，同步串行接口)位移傳感器。對動梁位置的檢測采用了SSI位移傳感器，位置信號輸入到PLC之前都是格雷碼形式，傳輸過程中抗干擾能力強，減少了在平常使用中不少因為干擾造成的諸多問題。本專利技術的另一個目的是提供一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制器，其包括儲存單元、第一計算單元、加速控制單元、第一判斷單元、第二計算單元、穩速控制單元、第二判斷單元、減速控制單元以及第三判斷單元；所述儲存單元儲存預設好的陶瓷壓磚機的動梁的初始位置、目標位置、開始剎車位置、加速度a1、快速運行速度Vs、減速度a2，其中初始位置的絕對位移值為L0，目標位置的絕對位移值為L1；所述第一計算單元計算該動梁的開始剎車位置并通過儲存單元儲存，其中：開始剎車位置的絕對位移值L2＝L1-Vs2/a2；所述加速控制單元接收所述第一判斷單元的工作指令并向比例閥發送控制信號，控制動梁以加速度a1加速運行；所述第一判斷單元判斷所測定的該動梁的當前速度；當所測定的該動梁的當前速度未達到快速運行速度Vs時，該第一判斷單元向加速控制單元發送工作指令；所述第二計算單元以快速運行速度Vs作為輸入，以當前速度作為反饋，根據輸入與反饋之間的誤差進行比例積分微分運算并將結果發送至所述穩速控制單元；所述穩速控制單元接收所述第二判斷單元的工作指令與所述第二計算單元的計算結果并向比例閥發送控制信號，控制動梁的運行速度穩定在Vs；所述第二判斷單元同時判斷所測定的該動梁的當前速度與當前位置；當所測定的該動梁的當前速度已達到快速運行速度Vs且當所測定的該動梁的當前位置未到達開始剎車位置，該第二判斷單元向該穩速控制單元發送工作指令；所述減速控制單元接收所述第三判斷單元的工作指令并向比例閥發送控制信號，控制動梁以減速度a1減速運行；所述第三判斷單元判斷所測定的該動梁的當前速度與當前位置；當所測定的該動梁的當前速度不為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法,其特征在于包括以下步驟：步驟一:預設陶瓷壓磚機的動梁的初始位置與目標位置，其中初始位置的絕對位移值為L0，目標位置的絕對位移值為L1；預設該動梁的加速度a1、快速運行速度Vs以及減速度a2；步驟二：計算該動梁的開始剎車位置，其絕對位移值L2=L1?Vs2/a2；步驟三：向比例閥發送控制信號，控制動梁以加速度a1運行；步驟四：測定該動梁的當前速度并與所述快速運行速度Vs比較，判斷該動梁的當前速度是否達到快速運行速度Vs,若為是，則進入步驟五；否則跳轉至步驟三；步驟五：測定該動梁的當前速度，以快速運行速度Vs作為輸入，以當前速度作為反饋，根據輸入與反饋之間的誤差進行比例積分微分運算運算；步驟六：向比例閥輸出穩定的速度控制信號，將動梁的速度穩定在Vs；步驟七：測定該動梁的當前位置并與所述開始剎車位置比較，判斷該動梁是否已到達開始剎車位置，若為是，則進入步驟八，否則跳轉至步驟五；步驟八：向比例閥發送控制信號，控制動梁以減速度a2運行；步驟九:測定該動梁的當前速度并判斷該動梁的當前速度是否已達到零，若為是，則結束本方法；否則跳轉至步驟八。

【技術特征摘要】
1.一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法,其特征在于包括以下步驟：步驟一:預設陶瓷壓磚機的動梁的初始位置與目標位置，其中初始位置的絕對位移值為L0，目標位置的絕對位移值為L1；預設該動梁的加速度a1、快速運行速度Vs以及減速度a2；步驟二：計算該動梁的開始剎車位置，其絕對位移值L2＝L1-Vs2/a2；步驟三：向比例閥發送控制信號，控制動梁以加速度a1運行；步驟四：測定該動梁的當前速度并與所述快速運行速度Vs比較，判斷該動梁的當前速度是否達到快速運行速度Vs,若為是，則進入步驟五；否則跳轉至步驟三；步驟五：測定該動梁的當前速度，以快速運行速度Vs作為輸入，以當前速度作為反饋，根據輸入與反饋之間的誤差進行比例積分微分運算；步驟六：向比例閥輸出穩定的速度控制信號，將動梁的速度穩定在Vs；步驟七：測定該動梁的當前位置并與所述開始剎車位置比較，判斷該動梁是否已到達開始剎車位置，若為是，則進入步驟八，否則跳轉至步驟五；步驟八：向比例閥發送控制信號，控制動梁以減速度a2運行；步驟九:測定該動梁的當前速度并判斷該動梁的當前速度是否已達到零，若為是，則結束本方法；否則跳轉至步驟八。2.根據權利要求1所述的一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法,其特征在于：在步驟四中，通過一個位移傳感器實時檢測動梁的位置，并對動梁的位置進行求導計算得到動梁的當前速度；在步驟七中，通過所述位移傳感器直接測定動梁的當前位置；在步驟九中，通過所述位移傳感器實時檢測動梁的位置，并對動梁的位置進行求導計算得到動梁的當前速度。3.根據權利要求2所述的一種陶瓷壓磚機速度位置雙閉環控制方法,其特征在于：在步驟四、步驟七以及步驟九中的位移傳感器為SSI位移傳感器。4.一種陶瓷...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊金輝，蘇龍保，周恩杰，
申請(專利權)人：佛山市恒力泰機械有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44