專利名稱：調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)方法，用于對多個調(diào)速傳動裝置進行負載平衡調(diào)節(jié)，特別適用于具有單獨驅(qū)動的矯直輥的矯直機，它包括一個上級的自動控制裝置。當(dāng)多個變速驅(qū)動系統(tǒng)同時參與一個加工過程時，例如指二沖程驅(qū)動的工作機座的情況，輥道驅(qū)動和紡織及造紙設(shè)備等類似情況。這些情況大部分屬于由一個單獨的驅(qū)動系統(tǒng)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，一般采用負載平衡調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)指利用一調(diào)節(jié)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(jù)此信號，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)周期中減小負載大的那個傳動裝置的轉(zhuǎn)數(shù)額定值，從而實現(xiàn)一種負載平衡分布。這種形式的負載平衡調(diào)節(jié)屬于所謂級聯(lián)控制，也就是說，一種帶有輔助的電流調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。平衡調(diào)節(jié)信號首先到達轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，再從該比電流調(diào)節(jié)器遲緩的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出到電流調(diào)節(jié)器。這種串聯(lián)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺點在于，只能有局限性地實現(xiàn)負載平衡調(diào)節(jié)，它不適合用于具有高動態(tài)要求的機器，例如向矯直機內(nèi)喂入金屬板的設(shè)備。
本發(fā)明的目的是提供一種已克服了上述缺陷的負載平衡調(diào)節(jié)方法。
本發(fā)明的目的是采用如下方法實現(xiàn)的。在每個傳動裝置的分離的電流調(diào)節(jié)回路和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路上接入一個負載平衡調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點是能夠直接接通電流調(diào)節(jié)器，使其控制能響應(yīng)高動態(tài)要求。本發(fā)明基于這樣的考慮，采用接入的負載平衡調(diào)節(jié)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，作用于各傳動裝置的電流額定值，使其相應(yīng)變化。
在負載平衡的調(diào)節(jié)方案中既考慮了單獨傳動情況，又包含負載平衡調(diào)節(jié)裝置，例如對于薄板矯直機，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(diào)節(jié)可控制運進要矯直的薄板時出現(xiàn)的瞬態(tài)過載尖峰，還可實現(xiàn)矯直過程中的理想的負載分配。
按照本發(fā)明的方法，負載平衡調(diào)節(jié)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(gòu)成，其中I額定補償值通過瞬間分配系數(shù)ki和最大實測電流Ij可求出。對每個分開傳動測出其當(dāng)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(jù)每次比較產(chǎn)生電流校正值，將其作為各傳動裝置的負載平衡調(diào)節(jié)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(biāo)，Ij-該傳動裝置的電流實測值，它根據(jù)額定值的分布應(yīng)指處于最大負載狀態(tài)，Ki(≥1)-處于最大負載狀態(tài)的該傳動裝置的分配系數(shù)。
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系數(shù)，而且每個負載平衡調(diào)節(jié)器擁有一個與眾不同的額定電流值I額定補償值。
現(xiàn)在再次以矯直機為例，在所述SPS存儲編程控制裝置內(nèi)固定對有關(guān)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(diào)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(diào)節(jié)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(yīng)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(jù)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(chǔ)，然后將其被Ki系數(shù)除，并且除以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系數(shù)Ki＝1為基礎(chǔ)進行的。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，采用一種帶有比例積分特性的負載平衡調(diào)節(jié)裝置。這種比例積分(PI)調(diào)節(jié)器的動態(tài)調(diào)節(jié)性能很強，它不僅使根據(jù)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(yīng)地求積分。這保證了某個傳動裝置的調(diào)節(jié)時間根據(jù)所要求的負載分布狀況持續(xù)保持加載或降載，從而避免了調(diào)節(jié)偏差。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，負載平衡調(diào)節(jié)器的輸出信號供給各電流調(diào)節(jié)回路的電流調(diào)節(jié)器。負載平衡調(diào)節(jié)器的輸出信號根據(jù)所計算的負載分布可以大于、小于或等于各傳動裝置的耗用電流，它輸送到轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器輸出端和電流調(diào)節(jié)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(guān)傳動器的這個額定值不用校正。
在本發(fā)明的又一個實例中，每個轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)回路采用一個具有正比反饋性能的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器。它的輸出信號相對于負載平衡調(diào)節(jié)器處于優(yōu)勢，即信號曲線必然呈向上走向，其中轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器的輸出信號I正比于其反饋的輸入信號，比例在0-25％之間。這表示，負載平衡調(diào)節(jié)器未朝其調(diào)節(jié)限值運行，其結(jié)果不可避免地會存在調(diào)節(jié)誤差。于是負載分配可以一個偏離零的值開始，使預(yù)期的負載分配能可靠地實現(xiàn)。
本發(fā)明的其他細節(jié)和優(yōu)點體現(xiàn)在權(quán)利要求書和以下對附圖
所示的本發(fā)明實施例的說明中。
在唯一的附圖中，示出了采用負載平衡調(diào)節(jié)裝置實現(xiàn)負載平衡的調(diào)節(jié)方法的原理。這個調(diào)節(jié)圖包括多個傳動裝置1，它們連接在一負載平衡調(diào)節(jié)回路2中。傳動裝置1各帶有一個分離的電流調(diào)節(jié)回路3和一個轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)回路4。電流調(diào)節(jié)回路3包括一個電流調(diào)節(jié)器5和一個負載平衡調(diào)節(jié)器6。在轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)回路4中，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器7與比例反饋單元8相并聯(lián)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(yīng)的實際電流耗用值I實測值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生電流校正值I校正值，它被輸入到負載平衡調(diào)節(jié)裝置6內(nèi)，該校正值與所計算的負載分布相一致，可以小于、大于或等于實際的耗用電流值。
負載平衡調(diào)節(jié)裝置6根據(jù)其動特性具有一種比例積分性能(PI)，于是上述輸入信號I校正值不僅被正比例地增強，而且被相應(yīng)求積分。這個負載平衡調(diào)節(jié)裝置6的輸出信號輸送到具有額定電流I額定值的節(jié)點處，該節(jié)點既是電流調(diào)節(jié)器5的輸入信號端，又是轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器7的輸出信號端。所述額定電流I額定值將根據(jù)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。于是新產(chǎn)生的額定電流值I額定值經(jīng)過一個具有正比積分特性的電流調(diào)節(jié)器5被輸送到傳動裝置。
輸出信號，即轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器7的額定電流值I額定值，經(jīng)過反饋單元8處理后呈0-25％正比例地回饋給轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器7的輸入端，并且在求和點10處與轉(zhuǎn)數(shù)實測值N實測及外部轉(zhuǎn)數(shù)額定值N額定相加。這表示，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器7的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)是“硬”性向上調(diào)節(jié)的，其輸出信號曲線呈持續(xù)上升趨勢。與負載平衡調(diào)節(jié)器相比，轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)的優(yōu)勢有所下降，從而負載平衡調(diào)節(jié)器6不再朝著其固定的調(diào)節(jié)限值調(diào)節(jié)。于是為傳動裝置1所預(yù)定的負載分布可以允許從零開始具有一定調(diào)節(jié)偏差。
權(quán)利要求
1.一種對多個調(diào)速傳動裝置進行負載平衡調(diào)節(jié)的方法，具有一個上級自動控制裝置，尤其適用于帶有單獨驅(qū)動的矯直輥的矯直機，其特征在于，在每個傳動裝置(1)的分離的電流調(diào)節(jié)回路和轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)回路(3和4)上接入一個負載平衡調(diào)節(jié)器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，負載平衡調(diào)節(jié)器(6)的輸出信號提供到各電流回路(3)的電流調(diào)節(jié)器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，負載平衡調(diào)節(jié)器(6)是具有比例積分特性(PI)的調(diào)節(jié)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的方法，其特征在于，實測電流(I實測 值)和額定電流(I額定補償值)之差構(gòu)成負載平衡調(diào)節(jié)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系數(shù)(ki)和最大出現(xiàn)電流(Ij)計算得出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于，在每個轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)回路(4)中包括一個帶有一個比例反饋單元(8)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器(7)。
全文摘要
一種對多個變速傳動裝置進行負載平衡調(diào)節(jié)的方法,具有一個上一級的自動控制裝置,特別適用于具有單獨驅(qū)動的矯直輥的矯直機,每個傳動裝置的分開的電流調(diào)節(jié)回路和轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)回路接入一個負載平衡調(diào)節(jié)器,從而改善了這種負載平衡調(diào)節(jié)的動態(tài)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(yōu)先權(quán)日1996年8月17日
發(fā)明者T·博德, J·伯恩哈特 申請人:Sms舒路曼-斯瑪公司