翅片管生产线焊接速度协调控制研究.pdf

学兔兔 l 匐 化 翅片管生产线焊接速度的协调控制研究 Study of the weld speed harmony control about finned-tube product line 曹小燕，郭松林 CAO Xiao．yan．GUO Song．1in (黑龙江科技学院 电气与信息工程学院，哈尔滨1 50027) 摘 要：根据翅片管生产线的特点以2 对焊接速度的要求，本文提出了一种采用主从协调控制方式和 模糊自整定PID控制算法的双电机控制系统。分析了系统的结构和原理，介绍了控制器的设 计。实验证明该控制系统具：有较好的动态响应性能，超调量小，调整方便，能很好的满足工 艺要求。 关键词：翅片管；焊接速度；协调控制；模糊PID 中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号：1009-01 34(z01 2)Ol(I-)-0023-03 Doi：1 0．3969l／J．issn．1 009-01 34．201 2．01(I-)．09 0 引言 P：2丌 ∞ 高频焊螺旋翅片管是一种高效节能的热交换 式中，P为翅片螺距 (mm)；v为焊接线速 元件，具有焊缝结合强度高、热阻小、散热面积 度 (mm／S)；(^)为焊接回转速度 (rad／S)。由 大、传热效率高等特点，广泛应用于； 油、化 此可见，只有保证两种运动按某种比例关系同步 工、电力、锅炉、制冷及工民建筑采暖等行业。 协调运转，才能使翅距保持恒定。 翅距 (翅片螺距)是影响翅片管热力性能的主要 结构参数之一，翅距偏差要求在任意l0个节距内 的平均值 ±0．2mm，且每百片的偏差不得超过3 片u】。翅距精度与焊接速度息息相关。焊接速度是 影响焊接质量的重要因素之一，包括焊接线速度 和回转速度，且两速度之间协调运行性能的优劣 直接影响系统的可靠性和翅距精度等，因此，采 1一钢管2一钢带 3一高频电极p一翅距F一顶锻力 用适当的控制策略对焊接速度进行协调控制是十 分必要的。 图l翅片管成形原理图 1翅片管的成形原理 2控制系统设计 翅片管的成形过程如图1所示，将钢带垂直缠 传统的控制方式采用一台大功率电磁调速电 绕在钢管外圆上，利用高频电流对钢带和钢管接 机，通过传动轴、齿轮、链条及蜗轮蜗杆等同时 触区进行加热，使接触区的金属表面迅速熔化， 产生钢管的直线运动和回转运动。通过更换备用 同时在钢带外侧施加顶锻力。随着钢管的直线运 齿轮组来实现不同翅距，受齿轮比的限制翅距仅 动和钢带的连续缠绕，钢带就在一定螺距约束下 为有限个量级，往往不能满足用户的要求口】。随着 被焊接在钢管上，形成翅片管 。 变频技术的广泛