一种立式径向挤压制管设备的控制系统技术方案

本发明专利技术一种立式径向挤压制管设备的控制系统，其特征在于，该系统包括定位感知模块、控制模块、执行模块、智能人机交互模块和网络数据库；所述定位感知模块与控制模块的输入端连接，实现信号的输入；控制模块与执行模块连接，实现控制信号的输出；所述控制模块与智能人机交互模块进行通讯连接；所述智能人机交互模块通过串口服务器与网络数据库连接，实现系统的数据交互；网络数据库内存储有制管设备的当前运行数据、长期运行数据、历史故障数据和常规故障数据及其对应的故障诊断结果，使系统完成制管设备的智能故障诊断。该系统能有效避免因注料速度过快而导致动力头旋转受阻，使轴控电机过载，造成系统异常停机和损坏，有利于设备持续安全生产。

【技术实现步骤摘要】
一种立式径向挤压制管设备的控制系统
本专利技术属于工业自动控制
，具体涉及一种立式径向挤压制管设备的控制系统。
技术介绍
钢筋混凝土排水管因其具有制造成本低、生产工艺相对简单、制造速度快、硬度高、承压大、密封性好、抗振和不易堵塞等众多优点，被广泛应用于城市排水、农业灌溉、化工、燃气输送等领域。目前，直径1200mm以下小口径钢筋混凝土排水管多采用立式径向挤压成型工艺，但该工艺执行设备依然处于半自动化状态，其工艺过程实施依赖于人工介入，这对于提高生产效率和改善产品质量极为不利。在立式径向挤压制管机中，为保证轴控电机驱动动力头平稳运行，通常采用闭环反馈控制算法对系统注料速度进行调控。由于物料含水量、平均粒径等参数的不同，导致物料产生的阻转矩与注料速度之间存在非线性关系，使得系统的控制模型存在较大波动。经典PID控制算法因为其调控参数固定，当系统模型波动较大时，按照经验调节的PID控制算法的参数往往难以使系统收敛，因此在使用中依然会出现动力头堵塞的现象。专利号为201810355274.0的中国专利技术专利中，提供了一种立式径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立式径向挤压制管设备的控制系统，其特征在于，该系统包括定位感知模块、控制模块、执行模块、智能人机交互模块和网络数据库；所述定位感知模块与控制模块的输入端连接，实现信号的输入；控制模块与执行模块连接，实现控制信号的输出；所述控制模块与智能人机交互模块进行通讯连接；所述智能人机交互模块通过串口服务器与网络数据库连接，实现系统的数据交互；网络数据库内存储有制管设备的当前运行数据、长期运行数据、历史故障数据和常规故障数据及其对应的故障诊断结果，使系统完成制管设备的智能故障诊断；/n所述定位感知模块包括限位开关、电流互感器和油温油压检测器；多个限位开关用于制管设备相应部件的定位检测；电流互感器用...

【技术特征摘要】
1.一种立式径向挤压制管设备的控制系统，其特征在于，该系统包括定位感知模块、控制模块、执行模块、智能人机交互模块和网络数据库；所述定位感知模块与控制模块的输入端连接，实现信号的输入；控制模块与执行模块连接，实现控制信号的输出；所述控制模块与智能人机交互模块进行通讯连接；所述智能人机交互模块通过串口服务器与网络数据库连接，实现系统的数据交互；网络数据库内存储有制管设备的当前运行数据、长期运行数据、历史故障数据和常规故障数据及其对应的故障诊断结果，使系统完成制管设备的智能故障诊断；
所述定位感知模块包括限位开关、电流互感器和油温油压检测器；多个限位开关用于制管设备相应部件的定位检测；电流互感器用于控制模块的电流检测，实现系统的安全保障检测；油温油压检测器用于检测制管设备的油温和油压，保障系统安全、稳定运行；
所述智能人机交互模块包括按键、指示灯和触摸屏；按键包括启动按键、急停按键和故障复位按键，上述各个按键均与控制模块的输入端连接；指示灯包括通电指示灯和故障指示灯，两个指示灯与控制模块的输出端连接；触摸屏与控制模块通讯连接，完成触摸屏与控制模块的数据交互。


2.根据权利要求1所述的立式径向挤压制管设备的控制系统，其特征在于，所述执行模块包括模具传送变频器、液压栓电磁阀、振动电机变频器、底部转向变频器、一号插口制作电磁阀、二号插口制作电磁阀、气缸电磁阀、一号轴控电机变频器、二号轴控电机变频器、气体泵变频器、液压泵变频器、传动液压缸电磁阀、搅拌继电器、传送带电机变频器、扫料电磁阀、扫料盘电磁阀和承口托盘电磁阀，控制模块通过执行模块的各个部件控制制管设备完成相关工作。


3.根据权利要求2所述的立式径向挤压制管设备的控制系统，其特征在于，采用模糊PID控制器实现系统的闭环控制，即通过模糊PID控制器对传送带电机变频器进行调控，调节制管设备的传送带电机的转速，进而调节制管设备的传送带的注料速度，使控制制管设备的动力头的轴控电机恒定转矩运行，防止注料速度过快而导致制管设备的动力头旋转受阻。


4.根据权利要求3所述的立式径向挤压制管设备的控制系统，其特征在于，模糊PID控制器的具体实施过程为：
1)建立控制模型：假定制管设备的轴控电机的工作电压和运行速度恒定；在系统额定工作点附近，不同物料湿度、物料粗细对轴控电机的阻转矩的影响恒定，则制管设备的传送带的注料速度与轴控电机的阻转矩T满足公式(1)：
T＝k·v+b(1)
式中，k、b均是与物料湿度、物料粗细有关的常数；v表示传送带的注料速度；
根据上述假定，按照公式(2)建立系统的控制模型：



式中，n为制管设备的轴控电机的额定转速；U为制管设备的轴控电机的额定工作电压；s为拉普拉斯变换的复变量；
2)确定控制器的输入量和输出量：通过定位感知模块采集制管设备的轴控电机的工作电流，并计算轴控电机的额定电流与当前采样时刻的工作电流的误差e；然后将当前采样时刻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳军，张振鹏，
申请(专利权)人：河北工业大学，江苏科瑞德智控自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12