基于自整定模糊控制的弯管控制系统的设计

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近年来在国家的大力支持下,广西北部湾经济区布局发展了石化、冶金、能源、电子等一批战略性重大产业项目。在“北部湾速度”的超常推进下,一大批重大项目和园区相继投产和加快建设,钢材市场各类型管件供不应求。其中,大口径、厚壁钢管的需求量激增,市场需求的变化对厚壁管件加工的质量和效率也提出了更高的要求。针对大口径、厚壁管件,目前行业广泛采用中频加热液压弯管机进行弯管,通过PLC实现弯管机弯管过程控制,以达到更高的质量和更快的弯管效率。中频加热弯管机是通过控制中频电源的功率,使钢管快速加热到预定温度,并利用液压系统,控制其运动速度,推动钢管进入加热区后,沿一定的曲率半径弯曲,从而得到所需的弯管件。推管速度与加热温度匹配与否,直接关系着弯管质量,影响弯管机的生产效率。  本文详细地分析了中频加热弯管机的工作原理和控制系统的功能,提出基于PLC硬件系统的控制方案,利用西门子STEP7软件编写下位机程序,用组态王编写上位机程序,实现生产过程重要参数监视。对弯管机的加热和液压系统控制进行分析,建立其数学模型,并针对厚壁管件加热惯性大、加工效率低的情况,尝试将模糊PID控制应用于弯管机加热温度控制系统,以提高弯管机控制系统对加热温度控制的精确性。  经过仿真分析,该控制方案由于采用较常规PID控制更为合理的控制算法,能实现较好的控制效果,完全满足工程需求。
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