CN1508502A - 网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法 - Google Patents

网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特点是：由网带电机驱动机构、旋转编码器、脉冲计数器、计算机或其他具有数字运算功能的仪表、变频器构成一个闭环控制系统。由旋转编码器在旋转过程中产生电脉冲信号，由外接的脉冲计数器计算脉冲个数，由计算机或其他具有数字运算功能的仪表PLC将单位时间内的脉冲数换算成网带运行的线速度，以获得网带运行速度偏差值、调整值，将偏差值反馈回电机驱动系统，从而稳定网带的运行速度，实现连续式热处理炉网带速度的精确控制，从而实现连续式网带炉热处理产品的质量。具有节能、减少污染，符合绿色热处理规范和要求，广泛适用于各种连续式热处理网带炉的网带速度的检测和控制。

Description

网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法
所属技术领域
本发明涉及一种网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，用于控制网带运行的平稳性和运行速度。属于金属热处理设备技术领域。
背景技术
热处理是一种增加金属零件特点是钢铁零件表面硬度及改善零件性能的方法。目前，决定热处理渗碳质量的主要参数包括：零件的成份、热处理的温度、渗碳时间。网带式热处理炉的渗碳时间定义为工件进入炉膛后随网带前进至离开炉膛的时间，该时间的长短由网带速度决定，该时间的准确性由网带速度的稳定性决定。保持连续式网带炉的网带速度恒定，是保证热处理产品质量的前提。现有技术中，用于控制网带速度的主要方法有两种：(1)调节网带驱动电机的工作电压，以改变电机运转速度、达到控制网带速度的目的。由于电机工作电压与网带速度没有明确稳定的联系，实际上很难根据电机电压的变化控制网带的速度，因此该方法将逐步被淘汰。(2)采用变频器调节网带驱动电机的工作频率达到控制网带速度的目的。该方法为一种开环控制法，由于电机驱动系统中存在电机“失步”现象、低频时电机功率的变化、传动机构的打滑，以及负载变化等因素引起的影响，因此，网带速度实际上是不稳定的。
技术内容
本发明需要解决的技术问题是克服现有网带式热处理炉网带速度控制技术存在的网带速度不稳定的缺点，提供一种网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法。
本发明的技术问题可以通过采取如下措施解决：网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特点是：由网带电机驱动机构、旋转编码器、脉冲计数器、计算机或其他具有数字运算功能的仪表、变频器构成一个闭环控制系统，
1)在与网带接触的电机驱动系统的被动轮轴上安装旋转编码器，旋转编码器的脉冲输出端连接脉冲计数器的输入端；
2)由脉冲计数器对旋转编器的输出脉冲进行计数，并实时复位清零以获得单位时间内的脉冲数；
3)采用计算机或其他具有数字运算功能的仪表将单位时间内的脉冲数换算成网带运行的线速度，并根据网带的长度换算出实时加热时间；
4)采用计算机其他具有数字运算功能的仪表将实时加热的时间与要求达到的设定时间进行比较，以获得偏差值、调整值，将调整值输出到变频器、调整变频器的工作频率，以调节网带驱动电机的转速，达到调整网带速度、控制加热时间的目的。
本发明的技术问题还可通过采取如下措施解决：
所述旋转编码器安装在任意被动轮的轮轴上。
所述旋转编码器安装在与网带接触面最大的被动轮轴上，使编码器的角速度与网带的线速度一致。
旋转编码器与安装轴之间设有变速装置。
旋转编码器1旋转一周至少产生100个电脉冲信号。
旋转编码器1设置在支架3上，所述支架3可固定安装在被测网带电机转轴旁。
本发明具有如下突出效果：
1、本发明的特点是在网带电机的转轴上设置旋转编码器，旋转编码器在旋转过程中产生电脉冲信号，由外接的脉冲计数器计算脉冲个数，由计算机或其他具有数字运算功能的仪表PLC将单位时间内的脉冲数换算成网带运行的线速度，以获得网带运行速度偏差值、调整值，将偏差值反馈回电机驱动系统，从而稳定网带的运行速度，实现连续式热处理炉网带速度的精确控制，从而实现连续式网带炉热处理产品的质量。
2、提高网带式热处理炉的整体性能，提高被处理零件的质量，提高产品质量的一致性、稳定性。
3、具有节能、减少污染，符合绿色热处理规范和要求，广泛适用于各种连续式热处理网带炉的网带速度的检测和控制。
图面说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例1的旋转编码器与电机被动轴的联接示意图。
优选实施例
从图1、图2可知，本实施例使用旋转编码器1、联轴器2、脉冲计数器3、计算机4、变频器5。网带被动轴6与旋转编码器1之间采用机械联接方式联接，通过联轴器2将两者的转轴联接在一起。旋转编码器1的输入为转角信号、输出为脉冲信号，即将机械转动变为电脉冲信号，输出的脉冲信号的数量反映转角的变化。旋转编码器1与脉冲计数器3之间采用电信号形式连接，传输电脉冲信号的数量，脉冲计数器3将接收到(输入)的脉冲信号数量转换成数字形式，脉冲计数器3与计算机4之间通过RS232、RS422或RS485通讯方式连接，将电脉冲数量输送给计算机4。由计算机4将脉冲数换算成单位时间内的转角变化量及网带7的速度，并根据网带炉膛8的长度换算成加热时间，再与设定时间比较，得到偏差值。计算机4与变频器5之间将通过RS232、RS422或RS485进行数字通讯方式连接，或通过0～20mA电流信号进行模拟通讯方式连接，变频器5根据数字通讯的指令或模拟量信号的大小，控制输出信号频率、从而控制网带驱动电机的转速。
当所述偏差值为正时，变频器5的输出信号频率降低、控制网带驱动电机9的转速降低，反之，当所述偏差值为负时，变频器5的输出信号频率升高、控制网带驱动电机9的转速升高，当所述偏差值为零时，变频器5的输出信号频率不变、控制网带驱动电机的转速不变，从而保证网带驱动电机9的转速及网带7的线速度恒定，保证工件在热理炉8的时间稳定不变，达到保证产品质量稳定的目的。
从图2可知，网带7在热处理炉8的炉膛中运行，网带电机驱动机构9的被动轴6安装在炉壁上，被动轴6通过联轴器2与旋转编码器1的转轴联接起来，旋转编码器1通过支架10固定在热处理炉8的炉壁上。
本实施例中：旋转编码器1与网带7接触面积最大的被动轮轴联接，以保证编码器1的角速度与网带7的线速度完全一致，旋转编码器1单位时间至少产生60个脉冲。旋转编码器1为现有技术常用的旋转编码器，规格要求旋转一周至少产生100个电脉冲信号；脉冲计数器3为常用的脉冲计数器，其型号为ADAM-40；变频器5为常用的变频器；计算机4为常用的PC机，机内安装通讯软件及信号变换装置。
本发明还可采用其他具有数字处理功能的仪表PLC代替计算机4，构成本发明的其他实施例。

Claims (6)

1、网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特征是：由网带电机驱动机构、旋转编码器(1)、脉冲计数器(3)、计算机或其他具有数字运算功能的仪表(4)、变频器(5)构成一个闭环控制系统，
1)在与网带接触的电机驱动系统的被动轮轴(6)上安装旋转编码器(1)，旋转编码器(1)的脉冲输出端连接脉冲计数器(3)的输入端；
2)由脉冲计数器(3)对旋转编码器(1)的输出脉冲进行计数，并实时复位清零以获得单位时间内的脉冲数；
3)采用计算机或其他具有数字运算功能的仪表(4)将单位时间内的脉冲数换算成网带运行的线速度，并根据网带的长度换算出实时加热时间；
4)采用计算机或其他具有数字运算功能的仪表(4)将实时加热的时间与要求达到的设定时间进行比较，以获得偏差值、调整值，将调整值输出到变频器(5)、调整变频器的输出信号频率，以调节网带驱动电机的转速、调整网带速度、控制工件加热时间。
2、如权利要求1网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特征是：所述旋转编码器(1)安装在任意被动轮的轮轴上。
3、如权利要求1网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特征是：所述旋转编码器安装在与网带接触面最大的被动轮轴(6)上，使编码器的角速度与网带的线速度一致。
4、如权利要求1网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特征是：旋转编码器(1)与安装轴之间设有变速装置。
5、如权利要求1网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特征是：旋转编码器(1)旋转一周至少产生100个电脉冲信号。
6、如权利要求1网带式热处理炉的网带速度闭环控制方法，其特征是：旋转编码器(1)设置在支架上，所述支架可固定安装在被测网带电机转轴旁。
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