調節方法
2024-03-05 10:16:15 2
專利名稱：調節方法
技術領域：
本發明涉及一種調節方法，用於對多個調速傳動裝置進行負載平衡調節，特別適用於具有單獨驅動的矯直輥的矯直機，它包括一個上級的自動控制裝置。當多個變速驅動系統同時參與一個加工過程時，例如指二衝程驅動的工作機座的情況，輥道驅動和紡織及造紙設備等類似情況。這些情況大部分屬於由一個單獨的驅動系統承受一個不對稱的載荷分布的情況。為了補償這種不對稱的載荷分布，一般採用負載平衡調節。這種調節指利用一調節方法從兩個相鄰的傳動裝置的電樞電流差中獲取一個信號，根據此信號，在轉速調節周期中減小負載大的那個傳動裝置的轉數額定值，從而實現一種負載平衡分布。這種形式的負載平衡調節屬於所謂級聯控制，也就是說，一種帶有輔助的電流調節的轉速調節。平衡調節信號首先到達轉速調節器，再從該比電流調節器遲緩的轉速調節器輸出到電流調節器。這種串聯調節系統的缺點在於，只能有局限性地實現負載平衡調節，它不適合用於具有高動態要求的機器，例如向矯直機內餵入金屬板的設備。
本發明的目的是提供一種已克服了上述缺陷的負載平衡調節方法。
本發明的目的是採用如下方法實現的。在每個傳動裝置的分離的電流調節迴路和轉速調節迴路上接入一個負載平衡調節器。其優點是能夠直接接通電流調節器，使其控制能響應高動態要求。本發明基於這樣的考慮，採用接入的負載平衡調節器，使傳動裝置的實際瞬間過程獨立變化，得到所希望的載荷分布，作用於各傳動裝置的電流額定值，使其相應變化。
在負載平衡的調節方案中既考慮了單獨傳動情況，又包含負載平衡調節裝置，例如對於薄板矯直機，一個在矯直過程前進行的負載分配能夠維持矯直輥參與整個矯直過程。此外這種負載平衡調節可控制運進要矯直的薄板時出現的瞬態過載尖峰，還可實現矯直過程中的理想的負載分配。
按照本發明的方法，負載平衡調節裝置的輸入信號由實測電流I實測值和額定電流I額定補償值的差構成，其中I額定補償值通過瞬間分配係數ki和最大實測電流Ij可求出。對每個分開傳動測出其當時的耗用電流I實測值，將其與一個在某上級自動控制裝置中計算出的額定電流I額定補償值進行比較，所述上級自動控制裝置例如指有存儲器可編程的控制器(SPS)。根據每次比較產生電流校正值，將其作為各傳動裝置的負載平衡調節器的輸入信號。所述額定電流I額定補償值按下列公式計算
式中i-代表某傳動裝置的下標，Ij-該傳動裝置的電流實測值，它根據額定值的分布應指處於最大負載狀態，Ki(≥1)-處於最大負載狀態的該傳動裝置的分配係數。
人們希望例如負載分配中單獨傳動的瞬間是完全不同的，每個傳動裝置則擁有與眾不同的一個Ki係數，而且每個負載平衡調節器擁有一個與眾不同的額定電流值I額定補償值。
現在再次以矯直機為例，在所述SPS存儲編程控制裝置內固定對有關的額定值I額定補償值編程，以便在矯直過程前進行負載分配，而且在矯直過程中保持已調整的負載分布。這種負載分布將在下面以三個分開傳動的調節實例進一步加以說明第一個建議的負載分配實例中，傳動裝置2的負載的正好一半載荷應分配到傳動裝置1和3上，傳動裝置1和3的額定電流值I額定補償值根據前面所述公式可以計算得出，將第二個傳動裝置的電流I實測值作為Ij取值的基礎，然後將其被Ki係數除，並且除以2。在這種情況下，第二個傳動器的I額定補償值的計算不是以負載分配係數Ki＝1為基礎進行的。
根據本發明的又一實施例，採用一種帶有比例積分特性的負載平衡調節裝置。這種比例積分(PI)調節器的動態調節性能很強，它不僅使根據電流I實測值和額定電流I額定補償值的比較而得出的校正信號成正比地增強，而且可相應地求積分。這保證了某個傳動裝置的調節時間根據所要求的負載分布狀況持續保持加載或降載，從而避免了調節偏差。
在本發明的另一個實施方案中，負載平衡調節器的輸出信號供給各電流調節迴路的電流調節器。負載平衡調節器的輸出信號根據所計算的負載分布可以大於、小於或等於各傳動裝置的耗用電流，它輸送到轉數調節器輸出端和電流調節器輸入端之間，該點上還接收額定電流值，使額定電流值與各傳動裝置相匹配，即使其或向上或向下校正。如果某個傳動器計算出無需負載平衡，則有關傳動器的這個額定值不用校正。
在本發明的又一個實例中，每個轉數調節迴路採用一個具有正比反饋性能的轉數調節器。它的輸出信號相對於負載平衡調節器處於優勢，即信號曲線必然呈向上走向，其中轉數調節器的輸出信號I正比於其反饋的輸入信號，比例在0-25％之間。這表示，負載平衡調節器未朝其調節限值運行，其結果不可避免地會存在調節誤差。於是負載分配可以一個偏離零的值開始，使預期的負載分配能可靠地實現。
本發明的其他細節和優點體現在權利要求書和以下對附圖
所示的本發明實施例的說明中。
在唯一的附圖中，示出了採用負載平衡調節裝置實現負載平衡的調節方法的原理。這個調節圖包括多個傳動裝置1，它們連接在一負載平衡調節迴路2中。傳動裝置1各帶有一個分離的電流調節迴路3和一個轉數調節迴路4。電流調節迴路3包括一個電流調節器5和一個負載平衡調節器6。在轉數調節迴路4中，轉數調節器7與比例反饋單元8相併聯連接。
傳動裝置1的實際耗用電流I實測值-如同其他傳動裝置的各自的耗用電流-作為輸入信號提供到一個上級的帶存儲器可編程的控制裝置9(圖中用一黑框表示)。該控制裝置9為每個傳動裝置計算出一個額定電流I額定補償值，計算公式如前所述。接著各求出的I額定補償值與對應的實際電流耗用值I實測值進行比較，根據比較結果產生電流校正值I校正值，它被輸入到負載平衡調節裝置6內，該校正值與所計算的負載分布相一致，可以小於、大於或等於實際的耗用電流值。
負載平衡調節裝置6根據其動特性具有一種比例積分性能(PI)，於是上述輸入信號I校正值不僅被正比例地增強，而且被相應求積分。這個負載平衡調節裝置6的輸出信號輸送到具有額定電流I額定值的節點處，該節點既是電流調節器5的輸入信號端，又是轉數調節器7的輸出信號端。所述額定電流I額定值將根據傳動裝置1所求出的電流校正值I校正值被增大、減小或不作任何校正。於是新產生的額定電流值I額定值經過一個具有正比積分特性的電流調節器5被輸送到傳動裝置。
輸出信號，即轉數調節器7的額定電流值I額定值，經過反饋單元8處理後呈0-25％正比例地回饋給轉數調節器7的輸入端，並且在求和點10處與轉數實測值N實測及外部轉數額定值N額定相加。這表示，轉數調節器7的轉數調節是「硬」性向上調節的，其輸出信號曲線呈持續上升趨勢。與負載平衡調節器相比，轉數調節的優勢有所下降，從而負載平衡調節器6不再朝著其固定的調節限值調節。於是為傳動裝置1所預定的負載分布可以允許從零開始具有一定調節偏差。
權利要求
1.一種對多個調速傳動裝置進行負載平衡調節的方法，具有一個上級自動控制裝置，尤其適用於帶有單獨驅動的矯直輥的矯直機，其特徵在於，在每個傳動裝置(1)的分離的電流調節迴路和轉數調節迴路(3和4)上接入一個負載平衡調節器(6)。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，負載平衡調節器(6)的輸出信號提供到各電流迴路(3)的電流調節器(5)。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於，負載平衡調節器(6)是具有比例積分特性(PI)的調節器。
4.根據權利要求1-3之一的方法，其特徵在於，實測電流(I實測 值)和額定電流(I額定補償值)之差構成負載平衡調節器(6)的輸入信號，所述額定電流(I額定補償值)是通過一個瞬間分配係數(ki)和最大出現電流(Ij)計算得出的。
5.根據權利要求1-4之一的方法，其特徵在於，在每個轉數調節迴路(4)中包括一個帶有一個比例反饋單元(8)的轉數調節器(7)。
全文摘要
一種對多個變速傳動裝置進行負載平衡調節的方法,具有一個上一級的自動控制裝置,特別適用於具有單獨驅動的矯直輥的矯直機,每個傳動裝置的分開的電流調節迴路和轉數調節迴路接入一個負載平衡調節器,從而改善了這種負載平衡調節的動態特性。
文檔編號H02P5/46GK1174447SQ9711563
公開日1998年2月25日 申請日期1997年8月14日 優先權日1996年8月17日
發明者T·博德, J·伯恩哈特 申請人:Sms舒路曼-斯瑪公司