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1、步進(jìn)式加熱爐是鋼坯軋制中的關(guān)鍵設(shè)備,與推鋼式加熱爐相比,步進(jìn)式加熱爐具有很多的優(yōu)越性,因此得到國(guó)內(nèi)外眾多軋鋼企業(yè)的廣泛使用。它通過液壓控制系統(tǒng)推動(dòng)步進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鋼坯在爐內(nèi)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。液壓控制系統(tǒng)采用非對(duì)稱電液比例閥控非對(duì)稱液壓缸組合策略結(jié)構(gòu)。步進(jìn)梁由固定梁與移動(dòng)梁構(gòu)成,是鋼坯加熱爐的核心部件。移動(dòng)梁由液壓缸驅(qū)動(dòng)做矩形運(yùn)動(dòng),使數(shù)百噸重的鋼坯在加熱過程中一步一步地自入爐側(cè)向出爐側(cè)移動(dòng)。步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)速度既要保證生產(chǎn)的節(jié)奏,又要保證對(duì)鋼坯輕托輕放,
2、以免產(chǎn)生碰撞,損壞移動(dòng)梁和固定梁。所以,移動(dòng)梁運(yùn)動(dòng)速度的準(zhǔn)確控制至關(guān)重要。移動(dòng)梁自身大且重,在大型加熱爐中,滿載鋼坯往往達(dá)數(shù)百噸,如此大的質(zhì)量會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生巨大慣性。由于油源泄露、液壓缸存在死區(qū)等問題使步進(jìn)梁系統(tǒng)又同時(shí)具有非線性的特點(diǎn)。如何控制好步進(jìn)梁在運(yùn)行周期內(nèi)各個(gè)階段平穩(wěn)、準(zhǔn)確、快速地運(yùn)動(dòng)一直是工程上突出的難題。為避免系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)和振蕩,目前國(guó)內(nèi)大部分軋鋼廠加熱爐中的步進(jìn)梁速度采用以PLC為核心的開環(huán)控制,但開環(huán)控制會(huì)造成速度控制不準(zhǔn)
3、而產(chǎn)生誤差累積從而影響生產(chǎn)周期。
本文在研究步進(jìn)梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理的基礎(chǔ)上,建立了電液比例方向閥和液壓缸的數(shù)學(xué)模型。非線性PID控制的優(yōu)勢(shì)在于魯棒性能好、自適應(yīng)能力強(qiáng),由于非線性PID控制器的構(gòu)造使用了飽和函數(shù),可以有效的解決工程中存在的非線性問題。而步進(jìn)梁系統(tǒng)中液壓缸存在死區(qū)的非線性問題,針對(duì)該問題,提出了步進(jìn)梁系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)非線性PID控制,編寫了相關(guān)程序。并利用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真研究,結(jié)果表明該方法可
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