[发明专利]交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法

权利要求书

1.一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，交通运输用工业铝型材等温挤压控制系统由控制系统主机、等温挤压PLC与工业铝型材出口温度测温仪组成，控制系统主机中存储有通过试验方法得到的铝合金型材等温挤压曲线，以及不同的铝合金牌号、挤压变形比、组织性能参数决定的型材出口温度值控制信息；测温仪连续监测采集挤压型材出口温度，出口温度数据传输导入等温挤压PLC中，等温挤压PLC与控制系统根据所测温度，按照PID控制算法对速度偏差值进行计算，做出挤压速度调整指令，经等温挤压控制PLC传达给挤压机PLC，实施对挤压机挤压速度的增量/负量实时调整；同时，挤压机PLC将挤压机实时挤压速度反馈至等温挤压控制PLC，形成速度控制闭环，周而复始进行上述过程，实现交通运输用工业铝型材等温挤压的工艺控制。

2.根据权利要求1所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，所述的铝合金型材等温挤压曲线通过如下试验方法步骤获得，首先确定铝型材挤压出口温度目标值；其次，通过工程试挤法确定“挤压速度V-行程L”之间的初步数量关系，得到“V-L”轮廓线；然后，将行程L等额划分成i个小格得到行程节点，采用“节点速度变量法”，变动行程节点对应的速度V_i，j(i＝1，2，3，...；j＝1，2，3，...)，每个节点上的挤压速度变动j次，研究节点速度变量对铝型材出口温度值的影响规律，应用数值程序方法来确定每节点上的最佳挤压速度V_i(i＝1，2，3，...)，得到“V-L”折线；最后，对“V-L”折线进行曲线拟合，得到顺滑的“挤压速度V-行程L”的等温挤压曲线，将所得的铝型材等温挤压曲线输入等温挤压控制系统主机中。

3.根据权利要求2所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，所述的挤压速度与行程是指挤压机的挤压杆速度与行程，挤压杆速度乘以铝型材挤压变形比，等于铝型材挤压流出速度；其中，铝型材挤压变形比是挤压筒内截面积与铝型材截面积之比值。

4.根据权利要求2所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，所述的铝型材挤压出口温度目标值主要根据挤压铝合金的牌号特性来设定，再根据挤压变形比、组织性能要求、型位及表面质量情况等参数来进行修正；2xxx系、5xxx系、6xxx系及7xxx系铝合金型材出口温度目标值分别为480～500℃、480～500℃、500～520℃及450～470℃；挤压速度要进行负量修正的因素包括如下任一条件：金属变形抗力大；挤压变形比大；表面质量要求高；反之，即为挤压速度增量因素。

5.根据权利要求1所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，所述的工业铝型材出口温度测温仪，可固定安装在铝型材出口的前上方，采用多波段红外测温仪对铝型材出口温度进行采集测量，测温仪发射率可根据不同合金材质、断面形状、测量环境等信息的进行调节，测量步长为50～200ms，测量温度数据实时传输至等温挤压PLC中，等温挤压PLC启动PID控制算法对速度偏差值进行计算。

6.根据权利要求5所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，PID控制算法的控制表达式为：

δ(k+2)＝αe(k+2)-βe(k+1)+λe(k)

其中，δ(k+2)表示PID输出控制增量；k表示测温采集序号，k＝0，1，2，3...；e(k)表示第k次温度采集时获得的出口温度偏差值，e(k+1)、e(k+2)类推；α＝K_P+K_I+K_D，β＝K_P+2K_D，λ＝K_D，其中K_P，K_I，K_D分别表示PID算法中的比例系数，积分系数与微分系数，通过生产试验及试凑调整得出。

7.根据权利要求1所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，挤压速度的调整指令由等温挤压PLC传达至挤压机PLC，由挤压机PLC实施挤压速度的增量/负量调整。同时，通过挤压机主机系统工作界面对挤压速度进行微调干预。

8.根据权利要求1所述的一种交通运输用工业铝型材调速等温挤压控制方法，其特征在于，挤压机的主机与PLC，与等温挤压控制系统保持同步，实现快速反应与控制。