一種新型的皮帶調(diào)偏控制技術(shù)

徐津

術(shù)語(yǔ)解釋：

1. 角位移傳感器：該傳感器采用特殊形狀的轉(zhuǎn)子和線繞線圈，模擬線性可變差動(dòng)傳感器（LVDT）的線性位移，有較高的可靠性和性能，轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生線性輸出信號(hào)，圍繞出廠預(yù)置的零位移動(dòng)±60（總共120）度。此輸出信號(hào)的相位指示離開零位的位移方向。轉(zhuǎn)子的非接觸式電磁耦合使產(chǎn)品具有無(wú)限的分辨率，即絕對(duì)測(cè)量精度可達(dá)到零點(diǎn)幾度。

2. 比例閥：是一種新型的液壓控制裝置。在普通壓力閥、流量閥和方向閥上，用比例電磁鐵替代原有的控制部分，按輸入的電氣信號(hào)連續(xù)地、按比例地對(duì)油流的壓力、流量或方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。比例閥一般都具有壓力補(bǔ)償性能，輸出壓力和流量可以不受負(fù)載變化的影響

3. 調(diào)偏壓輪：是一種經(jīng)常使用在皮帶調(diào)偏上的壓輪，當(dāng)壓輪壓著皮帶運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)皮帶產(chǎn)生側(cè)向力，使皮帶側(cè)向運(yùn)動(dòng)，達(dá)到皮帶調(diào)偏目的；側(cè)向力的大小與壓輪的氣壓有關(guān)，氣壓越大，側(cè)向力越大，氣壓越小，側(cè)向力越小。

一、 技術(shù)領(lǐng)域

本控制技術(shù)涉及一種帶角位移傳感器、比例減壓閥和氣動(dòng)調(diào)偏壓輪的皮帶調(diào)偏控制方法。該控制方法使用于中密度纖維板和刨花板生產(chǎn)線的鋪裝成型長(zhǎng)皮帶上，可以檢測(cè)和控制長(zhǎng)皮帶的跑偏。由于角位移傳感器和比例閥都采用了連續(xù)模擬量控制，這樣就有條件使皮帶兩側(cè)調(diào)偏壓輪始終有最低的壓力壓在皮帶上，并通過(guò)控制調(diào)偏壓輪壓力的變化，來(lái)達(dá)到調(diào)偏目的。這種調(diào)偏方法有以下幾個(gè)有優(yōu)點(diǎn)：

提高了皮帶調(diào)偏的控制精度，減少了鋪裝成型長(zhǎng)皮帶的跑偏率。

減少了壓輪頻繁下壓造成皮帶橫向來(lái)回振蕩，延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命。

減少了皮帶上板坯橫向結(jié)構(gòu)的破壞，提高了成品板的質(zhì)量。

由于皮帶控制精度的提高，確保板坯以最小偏離生產(chǎn)線中心線的位置進(jìn)入壓機(jī)，提高了壓機(jī)壓制板坯的質(zhì)量，也間接減少了壓機(jī)鋼帶跑偏的概率。

二、背景技術(shù)

中密度纖維板和刨花板生產(chǎn)線上鋪裝成型的長(zhǎng)皮帶原先采用的是開關(guān)量的調(diào)偏控制方法，即用開關(guān)量角位移傳感器和開關(guān)量閥來(lái)控制，隨著生產(chǎn)速度的不斷提高，經(jīng)常出現(xiàn)以下幾種現(xiàn)象：

1. 長(zhǎng)皮帶調(diào)偏精度差，調(diào)偏范圍變大，很難達(dá)到完美的調(diào)偏效果，甚至經(jīng)常跑偏報(bào)警，增加了停機(jī)時(shí)間，影響了生產(chǎn)的連續(xù)性，并有可能造成設(shè)備損壞的嚴(yán)重后果；另外由于長(zhǎng)皮帶的大范圍跑偏，長(zhǎng)皮帶上的板坯也隨之偏離中心線，使板坯以遠(yuǎn)離生產(chǎn)線中心線的位置進(jìn)入壓機(jī)，直接影響后面板坯的壓制和成品板的質(zhì)量，造成壓機(jī)鋼帶的嚴(yán)重跑偏，甚至造成設(shè)備損壞。

2. 由于開關(guān)量控制，調(diào)偏壓輪頻繁下壓，使皮帶橫向來(lái)回振蕩，容易破壞皮帶上板坯的橫向結(jié)構(gòu)，降低了成品板的質(zhì)量，另外皮帶的使用壽命也較短。

因此，原有長(zhǎng)皮帶的開關(guān)量調(diào)偏方法已無(wú)法滿足目前高速生產(chǎn)要求，急需有新的方法去替代，來(lái)滿足生產(chǎn)和工藝的要求。

三、解決的技術(shù)問(wèn)題

本控制技術(shù)涉及一種帶角位移模擬量傳感器、比例閥和調(diào)偏壓輪的皮帶調(diào)偏控制方法。該控制方法使用于中密度纖維板和刨花板生產(chǎn)線的鋪裝成型長(zhǎng)皮帶上，可以檢測(cè)和控制皮帶的跑偏。本控制方法解決了以下幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題：

1. 長(zhǎng)皮帶調(diào)偏精度差，調(diào)偏范圍變大，影響后工段壓機(jī)板坯壓制的質(zhì)量，易造成壓機(jī)鋼帶的跑偏。

解決方法：原有的開關(guān)量角位移傳感器改成模擬量傳感器；普通開關(guān)閥改成模擬量控制的比例減壓閥。由于都采用了連續(xù)模擬量控制，所以其控制精度得到了很高的提升，減少了長(zhǎng)皮帶的跑偏量和跑偏報(bào)警率，提高了后工段壓機(jī)壓制板坯的質(zhì)量，減少了壓機(jī)鋼帶的跑偏，更好地滿足了生產(chǎn)工藝對(duì)生產(chǎn)高速性、連續(xù)性的要求，減少了設(shè)備的停機(jī)率，降低了生產(chǎn)成本。

跑偏量比較：

原先開關(guān)量控制---皮帶跑偏左右范圍超過(guò)±5mm，甚至達(dá)到±10mm.

目前模擬量控制---皮帶跑偏左右范圍在±5mm內(nèi)。

2. 由于開關(guān)量控制，調(diào)偏壓輪頻繁下壓，使皮帶橫向來(lái)回振蕩，容易破壞皮帶上板坯的橫向結(jié)構(gòu)，降低了成品板的質(zhì)量，另外皮帶的使用壽命也較短。

解決方法：由于角位移傳感器和比例閥都采用了連續(xù)模擬量控制，這樣就有條件使皮帶兩側(cè)調(diào)偏壓輪始終有最低的壓力壓在皮帶上，并通過(guò)控制調(diào)偏壓輪壓力的變化，來(lái)達(dá)到調(diào)偏目的。這種控制方法使皮帶調(diào)偏更平穩(wěn)，解決了由于開關(guān)量控制，調(diào)偏壓輪頻繁下壓，使皮帶橫向來(lái)回振蕩的問(wèn)題，也降低了對(duì)皮帶上板坯的橫向結(jié)構(gòu)的破壞，提高了成品板的質(zhì)量，同時(shí)也延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命。

四、技術(shù)方案

本控制技術(shù)方案（如下附圖1所示）為：一種帶角位移模擬量傳感器（4）、比例減壓閥（1）和皮帶壓輪（2）的皮帶調(diào)偏控制方法，該角位移傳感器（4）固定在長(zhǎng)皮帶（3）的一側(cè)，并以一定的彈簧力始終壓著皮帶邊緣，其目的是讓角位移傳感器隨著皮帶邊緣一起移動(dòng)。隨著長(zhǎng)皮帶的運(yùn)行，皮帶會(huì)發(fā)生左右偏移，也會(huì)帶動(dòng)角位移傳感器（4）的轉(zhuǎn)動(dòng)，并發(fā)出角位移信號(hào)到PLC。在PLC里，根據(jù)角位移信號(hào)，我們就可以計(jì)算出皮帶的實(shí)際偏移量，通過(guò)P控制環(huán)可以得到一個(gè)調(diào)偏量，調(diào)偏量通過(guò)模擬量模塊輸出去控制減壓比例閥（1），來(lái)調(diào)節(jié)皮帶兩側(cè)的氣動(dòng)壓輪（2）的壓力，以此來(lái)達(dá)到糾正皮帶跑偏的目的，同時(shí)還可以起到皮帶極限保護(hù)功能。

其控制方法的改進(jìn)點(diǎn)：

由于角位移傳感器和比例減壓閥都采用了連續(xù)模擬量控制，所以其控制精度較高，極大地減小了皮帶的調(diào)偏量，避免了皮帶的來(lái)回強(qiáng)力振蕩，達(dá)到了完美的調(diào)偏效果。另外由于角位移傳感器和比例閥都采用了連續(xù)模擬量控制，這樣就有條件使皮帶兩側(cè)調(diào)偏壓輪始終有最低的壓力（本例為2pa）壓在皮帶上，并通過(guò)控制調(diào)偏壓輪壓力的變化，來(lái)達(dá)到調(diào)偏目的。這種控制方法使皮帶調(diào)偏更平穩(wěn)，解決了由于開關(guān)量控制，調(diào)偏壓輪頻繁下壓，使皮帶橫向來(lái)回振蕩的問(wèn)題，也降低了對(duì)皮帶上板坯的橫向結(jié)構(gòu)的破壞，提高了成品板的質(zhì)量，同時(shí)也延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命，更好地滿足了生產(chǎn)工藝對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性的要求。

五：控制裝置實(shí)物附圖說(shuō)明

六、控制方案的詳細(xì)闡述

首先，在皮帶運(yùn)行前通過(guò)上位機(jī)上的零位校驗(yàn)按鈕校驗(yàn)角位移傳感器的零位值，使角位移的零位值與皮帶的中心值相對(duì)應(yīng)，這樣皮帶的偏移值就能通過(guò)角位移的實(shí)際角度值來(lái)反映出來(lái)。當(dāng)長(zhǎng)皮帶在運(yùn)行時(shí)，皮帶跑偏側(cè)移帶著角位移傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，傳感器發(fā)出角度信號(hào)給PLC。PLC根據(jù)這個(gè)角度信號(hào)與零位作比較計(jì)算出一個(gè)偏移量，再通過(guò)P控制環(huán)得出一個(gè)調(diào)偏量（P值大小決定氣壓線的斜率），這個(gè)調(diào)偏量再加上最低壓力偏置值（OFF-SET，本案例為2bar）得到一個(gè)最終調(diào)偏量值，由這個(gè)最終調(diào)偏量值去控制左右兩側(cè)減壓比例閥，從而控制左右兩側(cè)的壓輪壓力，達(dá)到精確調(diào)偏的目的。

在上位機(jī)上，有3個(gè)與調(diào)偏有關(guān)的值可以看到，一個(gè)是皮帶跑偏實(shí)際角度值，一個(gè)是左比例閥控制值，一個(gè)是右比例閥控制值，這三個(gè)值中任何一個(gè)值有問(wèn)題時(shí)（如超出極限、傳感器故障等），上位機(jī)上相應(yīng)的值就會(huì)紅色閃爍，表示存在調(diào)偏報(bào)警或故障。

此控制方法由于采用了連續(xù)模擬量控制，所以其控制精度較高，極大地減小了皮帶的調(diào)偏量和跑偏報(bào)警率，提高了后工段壓機(jī)壓制板坯的質(zhì)量，減少了壓機(jī)鋼帶的跑偏，減少了設(shè)備的停機(jī)率。另外由于角位移傳感器和比例閥都采用了連續(xù)模擬量控制，這樣就有條件使調(diào)偏壓輪始終有最低的壓力壓在皮帶上，并通過(guò)控制調(diào)偏壓輪壓力的變化，來(lái)達(dá)到調(diào)偏目的。這種控制方法由于皮帶兩側(cè)始終有壓力壓著，使皮帶調(diào)偏更平穩(wěn)，解決了由于開關(guān)量控制，調(diào)偏壓輪頻繁下壓，使皮帶橫向來(lái)回振蕩的問(wèn)題，也降低了對(duì)皮帶上板坯的橫向結(jié)構(gòu)的破壞程度，提高了成品板的質(zhì)量，同時(shí)也延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命，更好地滿足了生產(chǎn)工藝對(duì)生產(chǎn)線高速連續(xù)的要求，降低了生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)

許翏 ，王淑英 電器控制與PLC控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.5.1

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