大口径中频弯管机控制系统的研究与开发

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1、／l丫ll／／／／1／／／If／／7／!／／15／l／／H。I／／／I／1／／／／／f9／／／／／f3Hll／I大口径中频弯管机控制系统的研究与开发学科：控制理论与控制工程研究生签字：试汽一．指导教师签字：：埤立．咄摘要本论文中所描述的大口径中频弯管机是一种大型的弯管成型机械，它能够利用中频电源对钢管(包括低合金钢管，不锈钢管等)进行加热，同时将钢管匀速推进，使加热部分的钢管沿预设的轨道行走从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。弯制成功的弯管主要用于石化，电力，城建等工程建设。本论文在完成了对大口径中频弯管机电气控制系统设计及实现

2、的基础上首先论述了弯管成型工艺及其特点和在弯管成型工艺过程中影响弯管质量的主要因素。由于本控制系统是输出量(温度和速度)随输入量不断变化的实时跟踪系统，所以在系统设计上采用了电液比例阀，使输出量连续可调。为了削弱电液比例阀本身具有的死区、非线性和参数时变等不良特性，文章在引入了自适应模糊算法的基础上对PID控制算法进行了改进，形成了自适应模糊PID控制算法，从而使PID算法有了更加广泛的应用。自适应模糊PID算法不仅可应用于时不变系统，而且还可用于参数时变系统。该算法能根据采集数据实时地调节PID参数，且运算量较小，并具有良好的控

3、制性能及自适应能力。运行结果表明，该系统能稳定可靠运行，取得了满意的控制效果。该弯管机电气控制系统采用了可靠性高、功能强大、编程简单、维护方便的西门子S7．200系列PLC作为控制器，并以西门子专为中国市场研发的具有高性价比WINCC为人机界面，使弯管机电气控制系统操作简单，人机界面友好。该控制系统不仅提高了产品质量和生产效率，而且大大减轻了操作工人的劳动强度。关键词：大口径中频弯管机；温度速度控制；模糊PID控制；PLC；WINCCLargeDiameterPipeBenderIFControlSystemResearchand

4、DevelopmentIDiscipline：ControlTheoryandControlEngineeringstudentsignatu他：队叼像kSupe而s。rSignatu代：7趴侈”以叼AbstractTIlispaperdescribedthelarge—caliberintermediatefrequencypipebenderbendingformingmachineismainlyusedinpetrochemical，power,urbanconstructionprojects．Itisabletouse

5、mediumfrequencypowersupplytothepipe(includinglow-alloysteelpipe，stainlesssteelpipes，etc．)t0heat，whilepromotinguniformtube，SOthatpre-heatingpartofthepipealongthewalkingtracktoformacertainradiusofcurvatureandangleoftheelbow．Inthispaper,thecompletionoflarge-caliberIFbend

6、erelectricalcontrolsystemdesignandimplementationarediscussedbasedonthefirstbendformingprocessanditscharacteristicsandintheelbowbendformingprocessthataffectthequalityofthemainfactors．Sincethiscontrolsystemistheoutput(temperatureandspeed)withtheinputoftheever-changingre

7、al-timetrackingsystem，SOthesystemdesignusmgelectro-hydraulicproportionalvalve，sothatoutputcontinuouslyadjustable．Inordertoreduceelectro-hydraulicproportionalvalveitselfhasadeadzone，nonlinearandtime-varyingparametersandotherundesirablecharacteristics，thearticleintheint

8、roductionofslidingmodevariablestructurealgorithmbasedonthePIDcontrolalgorithmhasbeenimproved,FormavariablestructurePIDcontro