專利名稱：冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型與故障預(yù)示方法
冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型與故障預(yù)示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精軋帶鋼冷軋連退機(jī)組平整機(jī)的液壓伺服控制系統(tǒng)的故障診斷方法， 屬軋鋼控制技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，是一種基于結(jié)構(gòu)功能數(shù)字模型的冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型與故障預(yù)示方法。
背景技術(shù)：
冷軋帶鋼連退機(jī)組平整機(jī)的液壓伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵部件主要包括(1)液壓控制的推上缸伺服系統(tǒng)；(2)液壓控制的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)；(3)液壓控制的中間輥或工作輥的軸向竄輥系統(tǒng)。推上系統(tǒng)是液壓伺服的位置和力控制系統(tǒng)，與平整機(jī)前后張力輥配合控制帶鋼的延伸率，同時(shí)根據(jù)板形輥的反饋控制一次板形偏差；彎輥系統(tǒng)是液壓伺服的力控制系統(tǒng)，通過工作輥和中間輥的彎曲控制二次板形；竄輥系統(tǒng)實(shí)際是液壓伺服控制的位置控制系統(tǒng)，通過改變軋輥接觸面控制高次的板形偏差。因此，平整機(jī)的液壓伺服系統(tǒng)對于冷軋帶鋼連退機(jī)組生產(chǎn)中產(chǎn)品的機(jī)械性能、板形等重要指標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。隨著軋機(jī)電液伺服系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜性的不斷增加，對設(shè)備維護(hù)提出了越來越高的要求，因?yàn)橐坏┌l(fā)生故障，必將引起鏈?zhǔn)竭B鎖反應(yīng)，輕則導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，重則造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的液壓伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建模方法大多是采用基于Matlab軟件的 Simulink模塊，該方法的特點(diǎn)是通過傳遞函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以很好的表現(xiàn)控制系統(tǒng)輸入輸出之間的傳遞關(guān)系，但是目前尚不能真正表達(dá)液壓系統(tǒng)元件級控制中的硬件物理屬性。 另外，在電液伺服系統(tǒng)中，許多元器件如伺服閥、伺服油缸和馬達(dá)等都具有非線性時(shí)變環(huán)節(jié)，數(shù)學(xué)模型和發(fā)生故障的因果關(guān)系十分復(fù)雜，癥兆表征與原因之間往往存在各種各樣的耦合重疊與交叉鉸鏈關(guān)系。實(shí)際液壓工程中的一個(gè)故障癥兆有多種可能原因，采用一般建模手段建立的液壓系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型只能表現(xiàn)系統(tǒng)的控制特性到傳遞函數(shù)這一級，是無法進(jìn)行系統(tǒng)元件級結(jié)構(gòu)功能的參數(shù)設(shè)置和較真實(shí)的表達(dá)故障狀態(tài)，更談不上系統(tǒng)的故障預(yù)示功能。因此，需要提出一種能夠表達(dá)平整機(jī)液壓系統(tǒng)元件級控制物理屬性的結(jié)構(gòu)功能化數(shù)字模型和建模方法，并且通過建立平整機(jī)液壓系統(tǒng)的數(shù)字模型虛擬試驗(yàn)平臺(tái)，來實(shí)現(xiàn)平整機(jī)液壓系統(tǒng)故障預(yù)示的方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于精軋帶鋼生產(chǎn)的平整機(jī)領(lǐng)域的液壓伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能化數(shù)字模型、應(yīng)用該數(shù)字模型實(shí)現(xiàn)的一種虛擬試驗(yàn)平臺(tái)，以及應(yīng)用該平臺(tái)對平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷及預(yù)示的方法。該數(shù)字模型采用了多學(xué)科軟件協(xié)同建模技術(shù)，申請者沒有發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)外出版物上已公開發(fā)表過類似的平整機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能化數(shù)字模型，其中涉及系統(tǒng)軟參數(shù)設(shè)置等獨(dú)創(chuàng)技術(shù)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，由三部分子模型組成；(1)液壓控制的推上缸伺服系統(tǒng)數(shù)字模型；(2)液壓控制的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)數(shù)字模型；(3)液壓控制的中間輥或工作輥的軸向竄輥系統(tǒng)數(shù)字模型；(1)推上缸液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型推上缸液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型包括有機(jī)械系統(tǒng)、AGC液壓閥組(傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè))、中間減壓閥組和控制系統(tǒng)；機(jī)械系統(tǒng)用于模擬軋制過程中輥縫的調(diào)整控制，鋼板的變形，支承輥系、中間輥系和工作輥系重量的確認(rèn)，推上缸尺寸的確認(rèn)以及用于位置控制和力控制的傳感器的布置。其中，機(jī)械系統(tǒng)數(shù)字模型如圖1所示，該系統(tǒng)由六個(gè)元件組成，按圖1所示從上到下依次為零速度源1、彈性接觸端2、力傳感器3、位移傳感器4、質(zhì)量塊5和推上液壓缸6。 彈性接觸端元件用來模擬兩個(gè)物體在進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)時(shí)的彈性接觸力，如果兩個(gè)物體相互沒有接觸，則這兩個(gè)物體各自獨(dú)立的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；當(dāng)兩者發(fā)生接觸時(shí)，則就產(chǎn)生一個(gè)接觸力作用在兩個(gè)物體上，這個(gè)力包括有彈性力和阻尼力，其目的是模擬工作輥與鋼板在做一維線性運(yùn)動(dòng)相碰時(shí)所產(chǎn)生的彈性效果，通過調(diào)整接觸剛度的數(shù)值，就可以確定在壓縮多少毫米時(shí)產(chǎn)生多少大的力值，使其接近實(shí)際軋制鋼板時(shí)的情況。力傳感器和位移傳感器的作用是將軋制力和推上缸活塞桿的位移反饋給控制系統(tǒng)。質(zhì)量塊用來具體定義作用在推上缸上面的支承輥系、中間輥系和工作輥系的重量。AGC液壓閥組系統(tǒng)單側(cè)數(shù)字模型參見圖2所示，該系統(tǒng)主要由七個(gè)元件組成，依次為噴嘴擋板式力反饋伺服閥7、插裝閥8、溢流閥9、液控單向閥10、液控單向閥11、電磁換向閥12、電磁換向閥13。 中間減壓閥組數(shù)字模型參見圖所示，主要由八個(gè)元件組成，依次為比例換向閥14， 溢流閥15，蓄能器16，液控單向閥17，電磁換向閥18、溢流閥19、伺服閥20、比例換向閥21。推上伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng)分為位置控制和軋制力控制兩種方式，控制系統(tǒng)總圖如圖4所示(圖中22和23為軋制力反饋信號，24為推上缸位移反饋信號，25為快進(jìn)快退液壓鎖控制閥輸入信號二6為比例換向閥輸入信號，27為噴嘴擋板式伺服閥輸入信號)。其中位置開環(huán)控制算法沒有PID控制，通過選擇開關(guān)將不同的電流信號送到對應(yīng)的閥中。(2)工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)數(shù)字模型已經(jīng)建立的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)數(shù)字模型，包括有機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)用于確定液壓缸的尺寸、彎輥力的測量和模擬彎輥過程，其數(shù)字模型主要由四個(gè)元件組成彈簧阻尼器、力傳感器、質(zhì)量塊和液壓缸，參見圖1所示。液壓系統(tǒng)的模型如圖5所示，模型主要由六個(gè)元件組成，分別是噴嘴擋板式力反饋伺服閥觀、溢流閥四、溢流閥30、 電磁換向閥31、壓力傳感器32和節(jié)流閥33。(3)中間輥軸向竄輥系統(tǒng)數(shù)字模型建立的中間輥軸向竄輥系統(tǒng)數(shù)字模型其單側(cè)的數(shù)字模型如圖6所示，主要由六種元件組成，分別是液壓缸34、質(zhì)量快35、溢流閥36、液控單向閥37、伺服閥38、液控單向閥 39和阻尼孔40。本發(fā)明所建立的平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型的特點(diǎn)在于(1)不同于以往的液壓伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立手段。它通過多學(xué)科軟件協(xié)同建模技術(shù)，將平整機(jī)一整套液壓伺服系統(tǒng)(液壓控制的推上缸伺服系統(tǒng)、液壓控制的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)和液壓控制的中間輥或工作輥的軸向竄輥系統(tǒng))整合起來，形成了一套完整的平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能化數(shù)字模型。(2)不同于以往的平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立思路。它對應(yīng)于實(shí)際系統(tǒng)中的每一個(gè)液壓元件，均真實(shí)的在數(shù)字模型中表現(xiàn)其結(jié)構(gòu)功能的物理屬性，并且其物理屬性的精確性可以最大程度的逼近實(shí)際系統(tǒng)。(3)不同于現(xiàn)有的液壓伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立方法，它對應(yīng)于平整機(jī)液壓系統(tǒng)的每一個(gè)液壓元件，均能夠從最底層的結(jié)構(gòu)功能參數(shù)設(shè)置做起，這種結(jié)構(gòu)功能參數(shù)化設(shè)置方法保證了數(shù)字模型的準(zhǔn)確性。依托上述的平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型建立起來的虛擬試驗(yàn)平臺(tái)，本發(fā)明還提出了一種用于對平整機(jī)液壓故障進(jìn)行故障診斷和預(yù)示的方法；其技術(shù)方案的步驟為在平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型來的故障虛擬試驗(yàn)平臺(tái)上，首先要采用在線實(shí)時(shí)記錄儀進(jìn)行軋機(jī)故障特征實(shí)測記錄采樣，建立起專有的故障特征庫。針對在平整機(jī)實(shí)際工作中發(fā)生的故障，記錄下故障發(fā)生時(shí)的特征曲線，例如軋制力曲線的異常波動(dòng)、推上缸位移曲線的反常變化等故障征兆。根據(jù)在實(shí)際故障中出現(xiàn)的情況判別真?zhèn)魏湍K劃分后，可以在故障虛擬試驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)字模型中，采用對應(yīng)的數(shù)字模塊，直接針對可能會(huì)引起該故障的元件進(jìn)行故障參數(shù)設(shè)置，通過反復(fù)比較并且結(jié)合現(xiàn)場工程師的經(jīng)驗(yàn)，力求在控制的數(shù)字模型的虛擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線中復(fù)現(xiàn)該故障的典型特征，并且把在數(shù)字模型中仿真得到的曲線和實(shí)際工作過程中實(shí)時(shí)記錄儀記錄下的曲線進(jìn)行比較，找到與實(shí)際曲線相比較最相近的那一組數(shù)據(jù)后，那一組曲線所對應(yīng)的修改過參數(shù)的元件就有可能是引起該故障的主要原因。利用該數(shù)字模型方便的元件級硬件參數(shù)化設(shè)置方法、快速的計(jì)算過程和可大量重復(fù)的仿真試驗(yàn)次數(shù)，可以方便快捷的在工程現(xiàn)場對系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，找出可能的故障源并且在數(shù)字模型中仿真出各個(gè)故障元件所對應(yīng)的不同故障曲線，從而達(dá)到平整機(jī)液壓伺服控制系統(tǒng)的故障預(yù)示的效果。與現(xiàn)有的平整機(jī)數(shù)字模型建立技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是本發(fā)明建立了一類完整的平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，這在以前是沒有的。對應(yīng)于實(shí)際系統(tǒng)中的每一個(gè)液壓元件，均真實(shí)的在數(shù)字模型中搭建出來，使得此數(shù)字模型的精確程度最大限度的逼近真實(shí)系統(tǒng)，對應(yīng)于數(shù)字模型中的每一個(gè)液壓元件，均能夠?qū)ψ畹讓拥脑?shù)進(jìn)行設(shè)置。本發(fā)明提出的故障預(yù)示方法的積極效果在于，針對一類平整機(jī)液壓系統(tǒng)某種已知的故障征兆，能夠通過參數(shù)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確的將其復(fù)現(xiàn)出來，并且利用平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型虛擬試驗(yàn)的方便性、快速性和可重復(fù)性，能夠做到快速故障診斷及預(yù)示的作用。在實(shí)際的平整機(jī)電液伺服系統(tǒng)中，故障因果關(guān)系往往十分復(fù)雜，癥狀與原因之間往往存在各種各樣的重疊與交叉，一個(gè)癥狀有多種可能原因。由于有了故障預(yù)示分析所起到的指向性，就可以避免耗時(shí)耗力耗財(cái)?shù)墓收吓挪?，而是采用有針對性的僅對某幾個(gè)可能引起該故障的關(guān)鍵元件進(jìn)行檢查的方法，這樣就縮短了停機(jī)時(shí)間、提高了生產(chǎn)效率、減少了經(jīng)濟(jì)損失。甚至于在每個(gè)檢修周期之間，可以在預(yù)期故障將要發(fā)生之前時(shí)，根據(jù)故障預(yù)示分析所得出的結(jié)論， 及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并處理故障的隱患。

圖1為推上缸液壓伺服系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)數(shù)字模型；圖2為推上缸液壓伺服系統(tǒng)單側(cè)AGC液壓閥組數(shù)字模型；圖3為推上缸液壓伺服系統(tǒng)中間減壓閥組數(shù)字模型；圖4為推上缸液壓伺服系統(tǒng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖5為中間輥彎輥液壓系統(tǒng)單側(cè)數(shù)字模型；圖6為中間輥竄輥液壓系統(tǒng)單側(cè)數(shù)字模型；圖7為靠輥過程兩側(cè)推上缸位移偏差曲線。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本發(fā)明的具體實(shí)施例如下實(shí)施例1平整機(jī)無法正?？枯伖收显\斷及預(yù)示在實(shí)際的生產(chǎn)中，平整機(jī)無法正常靠輥是比較常見的故障，引起該故障的原因是多方面的，有可能是電氣系統(tǒng)的故障引起的，也有可能是液壓元件的故障引起的，甚至于是多種因素重疊交叉在一起造成的。以往發(fā)生此類故障時(shí)，現(xiàn)場的工程師只有面對原理圖進(jìn)行分析判斷可能發(fā)生故障的根源。目前在平整機(jī)故障現(xiàn)場，工程技術(shù)人員對照此數(shù)字模型， 根據(jù)故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象，對可能引起該故障的故障源直接在數(shù)字模型中進(jìn)行分析，通過改變數(shù)字模型中的相關(guān)元件的參數(shù)，得到不同的推上缸位移曲線，再和現(xiàn)場實(shí)際記錄下來的曲線進(jìn)行比對，如果兩者相似，那么該曲線所對應(yīng)修改參數(shù)的元件就可能是造成該故障的故障源。針對各種故障可能的產(chǎn)生原因，在數(shù)字模型中舉例分析如下。(a)伺服閥噴嘴堵塞由于濾油器的過濾精度不高，經(jīng)常導(dǎo)致油液中混有雜質(zhì)顆粒，這些顆粒極易被油液帶入伺服閥先導(dǎo)閥管路中，一旦對伺服閥的噴嘴造成堵塞，將使靠輥無法完成。在數(shù)字模型中，將平整機(jī)操作側(cè)伺服閥噴嘴的直徑減小50%，模擬伺服閥噴嘴被顆粒堵塞的狀況。(b)伺服閥主閥芯存在鐵屑毛刺卡住由于鐵屑毛刺的影響，導(dǎo)致主閥芯和閥套之間的摩擦力變大，主閥芯工作不靈敏， 從而造成伺服閥性能變差。在數(shù)字模型中，將操作側(cè)伺服閥閥芯與閥套間的摩擦力設(shè)置為 200 500N。(c)伺服閥供電電壓異常衰減平整機(jī)開車時(shí)機(jī)架內(nèi)平整液四濺，由于伺服閥臺(tái)設(shè)計(jì)在機(jī)架內(nèi)側(cè)缸體旁，雖然伺服閥有閥罩罩蓋，并已用防火泥堵塞和塑料紙包裹，但是伺服閥的閥罩與閥臺(tái)間貼合處存在空隙，致使伺服閥插頭內(nèi)端子容易被進(jìn)入的平整液腐蝕老化，引起伺服閥插頭電源衰減。 在數(shù)字模型中，在伺服閥輸入電流信號前增加一個(gè)比例環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)伺服閥電源的衰減，比例環(huán)節(jié)系數(shù)為0. 1，模擬伺服閥的電源衰減程度達(dá)到90%。(d)電磁換向閥不工作此電磁換向閥在平整機(jī)靠輥過程中負(fù)責(zé)快速檔和慢速檔油路的切換，一旦失效， 就會(huì)造成快速檔無法正常切換到慢速檔，或者慢速檔無法正常切換到快速檔，進(jìn)而影響到進(jìn)入推上缸無桿腔油液的流量，從而造成兩側(cè)推上缸速度不一致。在數(shù)字模型中，將操作側(cè)電磁換向閥的電信號設(shè)置為一常值，即實(shí)現(xiàn)了電磁換向閥無法換向的故障模擬。針對以上四種情況，分別在數(shù)字模型中進(jìn)行仿真，將得到的推上缸位移曲線和現(xiàn)場實(shí)際記錄下的曲線進(jìn)行比較，得到最相近的曲線變化趨勢是由于伺服閥供電電源衰減所引起的(相關(guān)曲線請參見圖7)，即上述(c)情況中所描述的?，F(xiàn)場工程技術(shù)人員優(yōu)先對此
7類問題進(jìn)行檢查，對電流電壓轉(zhuǎn)換器、伺服閥插頭等進(jìn)行測量校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)伺服閥插頭應(yīng)有的 30V電源出現(xiàn)明顯衰減，僅為6. 8V，拆開插頭發(fā)現(xiàn)端子A存在嚴(yán)重的平整液腐蝕老化現(xiàn)象， 重新焊接插頭，更換后靠輥正常。通過此實(shí)施例，本發(fā)明成功的對故障進(jìn)行了診斷和復(fù)現(xiàn)， 并且利用本發(fā)明可以對今后此類故障起到預(yù)示作用。本發(fā)明具備了解決工程實(shí)際問題的能力，從液壓故障判斷的工程實(shí)踐角度來看，如果能夠?qū)σ粋€(gè)故障進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，就意味著已經(jīng)掌握了故障發(fā)生的基本規(guī)律。通過上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明已經(jīng)成功的在冷軋連退機(jī)組平整機(jī)的故障診斷及預(yù)示中得到了應(yīng)用。和傳統(tǒng)方法相比，采用本發(fā)明有如下優(yōu)勢。傳統(tǒng)的以MATLAB為基礎(chǔ)搭建的數(shù)學(xué)模型偏向于輸入輸出關(guān)系的傳遞函數(shù)，無法表現(xiàn)液壓元件級的物理屬性，也沒有辦法進(jìn)行最底層的參數(shù)設(shè)置。本發(fā)明是專門針對一類冷軋連退機(jī)組平整機(jī)而建立的液壓伺服系統(tǒng)的數(shù)字模型。本發(fā)明采用的多學(xué)科軟件協(xié)同建模技術(shù)中的相關(guān)軟參數(shù)設(shè)置方法。本發(fā)明提出了基于一類冷軋連退機(jī)組平整機(jī)數(shù)字模型的故障診斷及預(yù)示方法。本發(fā)明在此領(lǐng)域里已經(jīng)成功實(shí)施，并且解決了具體工程中所出現(xiàn)的問題。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，由三部分子模型組成；(1) 液壓控制的推上缸伺服系統(tǒng)數(shù)字模型；(2)液壓控制的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)數(shù)字模型；(3)液壓控制的中間輥或工作輥的軸向竄輥系統(tǒng)數(shù)字模型。
2.如權(quán)利要求1所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，所述的推上缸液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，包括有機(jī)械系統(tǒng)、AGC液壓閥組、中間減壓閥組和控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，其中， 所述的機(jī)械系統(tǒng)由六個(gè)元件組成，從上到下依次為零速度源、彈性接觸端、力傳感器、位移傳感器、質(zhì)量塊和推上液壓缸；彈性接觸端元件用來模擬兩個(gè)物體在進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)時(shí)的彈性接觸力，如果兩個(gè)物體相互沒有接觸，則這兩個(gè)物體各自獨(dú)立的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；當(dāng)兩者發(fā)生接觸時(shí)，則就產(chǎn)生一個(gè)接觸力作用在兩個(gè)物體上，這個(gè)力包括有彈性力和阻尼力，其目的是模擬工作輥與鋼板在做一維線性運(yùn)動(dòng)相碰時(shí)所產(chǎn)生的彈性效果，通過調(diào)整接觸剛度的數(shù)值， 確定在壓縮多少毫米時(shí)產(chǎn)生多少大的力值，使其接近實(shí)際軋制鋼板時(shí)的情況；力傳感器和位移傳感器的作用是將軋制力和推上缸活塞桿的位移反饋給控制系統(tǒng)；質(zhì)量塊用來具體定義作用在推上缸上面的支承輥系、中間輥系和工作輥系的重量。
4.如權(quán)利要求2所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，所述的AGC液壓閥組系統(tǒng)主要由七個(gè)元件組成，依次為噴嘴擋板式力反饋伺服閥、插裝閥、溢流閥、液控單向閥、液控單向閥、電磁換向閥、電磁換向閥。
5.如權(quán)利要求2所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，所述的中間減壓閥組數(shù)字模型主要由八個(gè)元件組成，依次為比例換向閥，溢流閥，蓄能器，液控單向閥，電磁換向閥、溢流閥、伺服閥、比例換向閥。
6.如權(quán)利要求2所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)分為位置控制和軋制力控制兩種方式。
7.如權(quán)利要求1所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，所述的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)數(shù)字模型，包括有機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)字模型主要由四個(gè)元件組成彈簧阻尼器、力傳感器、質(zhì)量塊和液壓缸；液壓系統(tǒng)的模型主要由六個(gè)元件組成，分別是噴嘴擋板式力反饋伺服閥、溢流閥、溢流閥、電磁換向閥、壓力傳感器和節(jié)流閥。
8.如權(quán)利要求1所述的一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，所述的中間輥軸向竄輥系統(tǒng)數(shù)字模型，主要由六種元件組成，分別是液壓缸、質(zhì)量快、溢流閥、液控單向閥、伺服閥、液控單向閥和阻尼孔。
9.一種用于對平整機(jī)液壓故障進(jìn)行故障診斷和預(yù)示的方法，其特征在于，技術(shù)方案的步驟為在平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型來的故障虛擬試驗(yàn)平臺(tái)上，首先要采用在線實(shí)時(shí)記錄儀進(jìn)行軋機(jī)故障特征實(shí)測記錄采樣，建立起專有的故障特征庫。針對在平整機(jī)實(shí)際工作中發(fā)生的故障，記錄下故障發(fā)生時(shí)的特征曲線；根據(jù)在實(shí)際故障中出現(xiàn)的情況判別真?zhèn)魏湍K劃分后，可以在故障虛擬試驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)字模型中，采用對應(yīng)的數(shù)字模塊，直接針對可能會(huì)引起該故障的元件進(jìn)行故障參數(shù)設(shè)置，通過反復(fù)比較并且結(jié)合現(xiàn)場工程師的經(jīng)驗(yàn)，力求在控制的數(shù)字模型的虛擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線中復(fù)現(xiàn)該故障的典型特征，并且把在數(shù)字模型中仿真得到的曲線和實(shí)際工作過程中實(shí)時(shí)記錄儀記錄下的曲線進(jìn)行比較，找到與實(shí)際曲線相比較最相近的那一組數(shù)據(jù)后，那一組曲線所對應(yīng)的修改過參數(shù)的元件就有可能是引起該故障的主要原因；利用該數(shù)字模型方便的元件級硬件參數(shù)化設(shè)置方法、快速的計(jì)算過程和大量重復(fù)的仿真試驗(yàn)次數(shù)，在工程現(xiàn)場對系統(tǒng)故障進(jìn)行分析，找出可能的故障源并且在數(shù)字模型中仿真出各個(gè)故障元件所對應(yīng)的不同故障曲線，從而達(dá)到平整機(jī)液壓伺服控制系統(tǒng)的故障預(yù)示的效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型與故障預(yù)示方法，一種冷連軋平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型，其特征在于，由三部分子模型組成；(1)液壓控制的推上缸伺服系統(tǒng)數(shù)字模型；(2)液壓控制的工作輥和中間輥彎輥系統(tǒng)數(shù)字模型；(3)液壓控制的中間輥或工作輥的軸向竄輥系統(tǒng)數(shù)字模型。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是精確程度最大限度的逼近真實(shí)系統(tǒng)，對應(yīng)于數(shù)字模型中的每一個(gè)液壓元件，均能夠?qū)ψ畹讓拥脑?shù)進(jìn)行設(shè)置；針對一類平整機(jī)液壓系統(tǒng)某種已知的故障征兆，能夠通過參數(shù)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確的將其復(fù)現(xiàn)出來，并且利用平整機(jī)液壓伺服系統(tǒng)數(shù)字模型虛擬試驗(yàn)的方便性、快速性和可重復(fù)性，能夠做到快速故障診斷及預(yù)示的作用。
文檔編號G05B17/00GK102419553SQ20101029588
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者周為民, 孫波, 張寶平, 曹恒, 王挺, 王煒, 秦穎欣 申請人:華東理工大學(xué)