CN101539459B - 中频液压弯管机温度检测与控制系统 - Google Patents
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Abstract
中频液压弯管机温度检测与控制系统，包括可编程及控制界面1、2，可编程及控制界面1与中频电源控制器3相连，中频电源控制器3与中频感应加热圈5相连，可编程及控制界面2与步进电机及驱动控制单元4相连，步进电机及驱动控制单元4与中频感应加热圈6采用机械式固定相连，中频电源控制器3、步进电机及驱动控制单元4均与温度检测处理单元7相连，温度检测处理单元7中的红外摆动测温机构12将实时信号送入温度辨识器13，与可编程及控制界面1、2送入的信号进行对比处理，达到加热钢管、调整感应圈与钢管之间的距离，保证内外弧的温差在设定范围内，从而实现整个中频液压弯管机温度检测与自动控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测与控制系统，特别涉及一种中频液压弯管机温度检测与控制系统。
背景技术
钢管的加热及温度检测控制是确保弯管质量的重要环节。钢管在弯制过程中有以下两种情况：(1)随着弯曲角度的增加钢管在水平面内的位置随时在变化，同时钢管的加热区域也产生漂移，固定测温探头无法对要求测温的区域测得最高温度点，并且还引起钢管被加热部分内外弧温差发生变化。(2)钢管表面附着的氧化皮、测温光路上的水蒸汽团等严重影响了测温探头对真实温度的检测。
目前有的厂家靠工人经验用眼睛目测加热温度；有的用手提便携式红外线测温仪测温。这两种方式都无法满足及时检测温度且进行跟随控制的要求，无法避免管材局部过烧的问题。在温度控制方面均采用手动调节方式，工人劳动强度大，整根弯管加热温度不均匀，内外弧温差难以很好地控制。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种中频液压弯管机温度检测与控制系统，本系统既解决了中频加热区域漂移问题，又可自动排除氧化皮、水蒸汽对测温的干扰，保证弯管过程中温度的准确性和内外弧的温差，从而保证了弯管的质量和成品率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：中频液压弯管机温度检测与控制系统，包括可编程及控制界面1、2，可编程及控制界面1的PID调节器9的输出端与中频电源控制器3的整流触发单元10的输入端相连，中频电源控制器3的中频输出单元11的输出端与中频感应加热圈5的功率输入信号端相连，可编程及控制界面2的PID调节器19的输出端与步进电机及驱动控制单元4的步进电机20的输入端相连，步进电机及驱动控制单元4的三维移动装置21的动力输出端与中频感应加热圈6的位移动力输入端采用机械式固定相连，中频电源控制器3的中频输出单元11的功率输出信号端与温度检测处理单元7的模型处理模块14的功率输入信号端相连，步进电机及驱动控制单元4的三维移动装置21的位移信号输出端与温度检测处理单元7的模型处理模块15的信号输入端相连，电源16的输出端分别与步进电机及驱动控制单元4的步进电机20的电源输入端和红外摆动测温机构12电源输入端相连，电源17的输出端分别与温度检测处理单元7的温度辨识处理器13的电源输入端、可编程及控制界面1的PID调节器9的电源输入端、可编程及控制界面2的PID调节器19的电源输入端相连。
所述的可编程及控制界面2包括用于给定内外弧温度的PLC模拟量输出模块18，PLC模拟量输出模块18的给定信号输出端与PID调节器19的输入端相连。
所述的中频电源控制器3包括整流触发单元10，整流触发单元10的输出端与中频输出单元11的功率控制输入端相连。
所述的步进电机及驱动控制单元4的包括步进电机20，步进电机20的输出端与三维移动装置21的位移控制输入端相连。
所述的温度检测处理单元7包括2个模型处理模块14、15，模型处理模块14、15的温度信号输出端均与温度辨识处理器13的输入端相连，红外摆动测温机构12温度检测输出端也与温度辨识处理器13输入端相连。
本发明将红外摆动测温机构12送入温度辨识器13的实时温度信号与PLC模拟量输出模块8、PLC模拟量输出模块18送入温度辨识器13的信号，在温度辨识器13中进行对比处理，达到加热钢管、调整感应圈与钢管之间的距离，保证内外弧的温差在设定范围内，从而实现整个中频液压弯管机温度检测与自动控制。
附图说明
附图是本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
参照附图，中频液压弯管机温度检测与控制系统，包括可编程及控制界面1、2，可编程及控制界面1的PID调节器9的输出端与中频电源控制器3的整流触发单元10的输入端相连，中频电源控制器3的中频输出单元11的输出端与中频感应加热圈5的功率输入信号端相连，可编程及控制界面2的PID调节器19的输出端与步进电机及驱动控制单元4的步进电机20的输入端相连，步进电机及驱动控制单元4的三维移动装置21的动力输出端与中频感应加热圈6的位移动力输入端采用机械式固定相连，中频电源控制器3的中频输出单元11的功率输出信号端与温度检测处理单元7的模型处理模块14的功率输入信号端相连，步进电机及驱动控制单元4的三维移动装置21的位移信号输出端与温度检测处理单元7的模型处理模块15的信号输入端相连，电源16的输出端分别与步进电机及驱动控制单元4的步进电机20的电源输入端和红外摆动测温机构12电源输入端相连，电源17的输出端分别与温度检测处理单元7的温度辨识处理器13的电源输入端、可编程及控制界面1的PID调节器9的电源输入端、可编程及控制界面2的PID调节器19的电源输入端相连。
所述的可编程及控制界面2包括用于给定内外弧温度的PLC模拟量输出模块18，PLC模拟量输出模块18的给定信号输出端与PID调节器19的输入端相连。
所述的中频电源控制器3包括整流触发单元10，整流触发单元10的输出端与中频输出单元11的功率控制输入端相连。
所述的步进电机及驱动控制单元4的包括步进电机20，步进电机20的输出端与三维移动装置21的位移控制输入端相连。
所述的温度检测处理单元7包括2个模型处理模块14、15，模型处理模块14、15的温度信号输出端均与温度辨识处理器13的输入端相连，红外摆动测温机构12温度检测输出端也与温度辨识处理器13输入端相连。
本发明的工作原理为：在弯管生产中，由PLC模拟量输出模块8、18输出的4-20mA信号与温度辨识器13输出的模拟量4-20mA信号分别送入PID调节器9、19中进行比较处理，处理后的信号分别送入中频电源控制器3、步进电机及驱动控制单元4，再分别通过模型处理模块14、15进行处理并输出信号至温度辨识器13处理，红外摆动测温机构12实时测得的实际温度送入温度辨识器13处理，将那些突变的虚假温度予以识别和剔除，把正确温度数据与PLC模拟量输出模块8预先给定的加热温度值通过PID调节器9进行比较调节处理，处理后的信号作为中频电源控制器3中的整流触发单元的输入信号，以此来调节整流桥输出直流电压数值，来改变中频输出功率，从而达到中频感应加热圈5加热钢管的目的；此外，温度辨识器13还把正确温度数据与PLC模拟量输出模块18预先给定的内外弧温差值通过PID调节器19进行比较处理，处理后的信号作为步进电机20的控制输入信号，向步进电机发出指令，从而驱动三维移动装置，带动中频感应加热圈6水平移动，调整中频感应加热圈6与钢管之间的距离来调整内外弧的温差，保证内外弧的温差在设定范围内，从而实现整个中频液压弯管机温度检测与自动控制。
Claims (1)
1.中频液压弯管机温度检测与控制系统，其特征在于，包括第一可编程及控制界面(1)、第二可编程及控制界面(2)、中频电源控制器(3)、步进电机及驱动控制单元(4)、第一中频感应加热圈(5)、第二中频感应加热圈(6)、温度检测处理单元(7)、第一电源(16)、第二电源(17)，所述第一可编程及控制界面(1)包括第一PLC模拟量输出模块(8)和第一PID调节器(9)，所述第二可编程及控制界面(2)包括第二PLC模拟量输出模块(18)和第二PTD调节器(19)，所述中频电源控制器(3)包括整流触发单元(10)和中频输出单元(11)，所述步进电机及驱动控制单元(4)包括步进电机(20)和三维移动装置(21)，所述温度检测处理单元(7)包括红外摆动测温机构(12)、温度辨识处理器(13)、第一模型处理模块(14)和第二模型处理模块(15)，所述第一可编程及控制界面(1)的所述第一PID调节器(9)的输出端与所述中频电源控制器(3)的所述整流触发单元(10)的输入端相连，所述中频电源控制器(3)的所述中频输出单元(11)的功率输出信号端与所述第一中频感应加热圈(5)的功率输入信号端相连，所述第二可编程及控制界面(2)的所述第二PID调节器(19)的输出端与所述步进电机及驱动控制单元(4)的所述步进电机(20)的输入端相连，所述步进电机及驱动控制单元(4)的所述三维移动装置(21)的动力输出端与所述第二中频感应加热圈(6)的位移动力输入端采用机械式固定相连，所述中频电源控制器(3)的所述中频输出单元(11)的功率输出信号端与所述温度检测处理单元(7)的所述第一模型处理模块(14)的功率输入信号端相连，所述步进电机及驱动控制单元(4)的所述三维移动装置(21)的位移信号输出端与所述温度检测处理单元(7)的所述第二模型处理模块(15)的信号输入端相连，所述第一电源(16)的输出端分别与所述步进电机及驱动控制单元(4)的所述步进电机(20)的电源输入端和所述红外摆动测温机构(12)的电源输入端相连，所述第二电源(17)的输出端分别与所述温度检测处理单元(7)的所述温度辨识处理器(13)的电源输入端、所述第一可编程及控制界面(1)的所述第一PID调节器(9)的电源输入端、所述第二可编程及控制界面(2)的所述第二PID调节器(19)的电源输入端相连；
所述第二可编程及控制界面(2)中的所述第二PLC模拟量输出模块(18)用于给定内外弧温度，该第二输出模块(18)的给定信号输出端与该第二可编程及控制界面(2)中的所述第二PID调节器(19)的输入端相连；
所述第一可编程及控制界面(1)中的所述第一PLC模拟量输出模块(8)用于给定内外弧温度，该第一PLC模拟量输出模块(8)的给定信号输出端与该第一可编程及控制界面(1)中的所述第一PID调节器(9)的输入端相连；
所述整流触发单元(10)的输出端与所述中频输出单元(11)的功率控制输入端相连；
所述步进电机(20)的输出端与所述三维移动装置(21)的位移控制输入端相连；
所述第一模型处理模块(14)的温度信号输出端和所述第二模型处理模块(15)的温度信号输出端均与所述温度辨识处理器(13)的输入端相连，所述红外摆动测温机构(12)的温度检测输出端也与所述所述温度辨识处理器(13)的输入端相连；
所述温度辨识处理器(13)的信号输出端分别与所述第一可编程及控制界面(1)中的所述第一PID调节器(9)的信号输入端和所述第二可编程及控制界面(2)中的所述第二PID调节器(19)的信号输入端相连。
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