風(fēng)電葉片翻轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)控制與設(shè)計(jì)

1、目錄1、風(fēng)電葉片生產(chǎn)制造概況2、翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制原理3、翻轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、測試結(jié)果5、結(jié)論1、風(fēng)電葉片生產(chǎn)概況1.1 風(fēng)電葉片制造簡介1.2 國內(nèi)概況及存在問題1.3 國外概況及存在問題1.4 提出研究問題1.1 風(fēng)電葉片制造簡介風(fēng)電葉片制造簡介 風(fēng)電 葉片存生產(chǎn)制造過程中，要對制作葉片的一個(gè)半模進(jìn)行 180 翻轉(zhuǎn) ，而后做垂直運(yùn)動(dòng)與另一 半模具進(jìn)行合模 。1.2 國內(nèi)概況及存在問題國內(nèi)概況及存在問題 大葉片制造模具的翻轉(zhuǎn)則主要采用多個(gè)艤缸鉸接的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過電氣液壓系統(tǒng)控制。存運(yùn) 行過程中存在著模具在油缸換向點(diǎn)劇烈抖動(dòng)以及多翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)角度不同步等問題，直接影 響模具的壽命以及葉片的質(zhì)量。1.

2、3國外概況及存在問題國外概況及存在問題 國外主要采取電機(jī)變頻同步，每個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各由一套電機(jī)泵組供油 ，通過變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制泵的排量實(shí)現(xiàn) 翻轉(zhuǎn)角度的半程同步. 由于電機(jī)調(diào)速比液壓調(diào)速反應(yīng)靈敏度低得多，導(dǎo)致體動(dòng)念性能較差，并增加了成本。1.4提出研究問題提出研究問題 針對多翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，在分析翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的兩組翻轉(zhuǎn)油缸工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)改進(jìn)液壓電氣系統(tǒng)、應(yīng)用PID閉環(huán)控制式，以解決翻轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)性以及翻轉(zhuǎn)角度同步性等問題2、翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制原理2.1 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)2.1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過程翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過程 A 表示為完全合模狀態(tài)，B表示為翻轉(zhuǎn)油缸經(jīng)過換向點(diǎn)位置 (換向角度1)，C表示翻轉(zhuǎn)油缸經(jīng)

3、過換向點(diǎn)位置 (換向角度2) ，D表示為完全開模狀態(tài)。通過翻轉(zhuǎn)油缸 5 、6 的伸縮配合來實(shí)現(xiàn) ，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 180的翻轉(zhuǎn) 。2.3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)換向點(diǎn)計(jì)算翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)換向點(diǎn)計(jì)算規(guī)定完全合模時(shí)，角度標(biāo)定為02.4 PID控制策略控制策略 PID 控制是目前應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制方式。由比例單元 P 、積分單元 I 和微分單元 D 組成。通過整定 ，K i和三個(gè)參數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)想的效果。3 3、翻轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、翻轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 兩翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖4，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)由兩個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A 、B 、調(diào)速比例閥A S 、B S 、比例壓力閥 CS 、4 個(gè)三位四通閥以及安裝在每個(gè)油缸上的外空

4、浮動(dòng)雙向平衡 閥組成。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以開模過程為例，工作原理如下：翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以開模過程為例，工作原理如下：（1）機(jī)構(gòu)從完全合模到換向角度 1 (圖2 AB )過程中，調(diào)節(jié)比例壓力閥 cs 使系統(tǒng)具有足夠的驅(qū)動(dòng)壓力，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)壓力根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)載情況而定 。（2）換向角度1到換向角度2 (圖 2 B C )過程中，比例閥A S、B S、CS不變。（3）換向角度 2 (圖2 AB ) 到完全開模過程中，模具自重由阻力轉(zhuǎn)換為動(dòng)力，調(diào)整c s 至低壓狀態(tài)，降低系統(tǒng)壓力，使翻轉(zhuǎn)過程更加平穩(wěn)。3.2 兩翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)同步控制主要運(yùn)用P ID控制策略。使用P LC為系統(tǒng)電子控制單元。3.3 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)換向角

5、度抖動(dòng)分析與解決A 抖動(dòng)原因抖動(dòng)原因 抖動(dòng)主要是由于系統(tǒng)液壓壓力沖擊而造成的，究其原因主要由以下兩點(diǎn)： （1）電磁閥組通斷邏輯的改變B 解決方法解決方法 降低壓力沖擊是消除抖動(dòng)的主要方法，故在控制系統(tǒng)中加入比例壓力閥CS使系統(tǒng)壓力處于可調(diào)節(jié)狀態(tài)。 消除抖動(dòng)可以極大地改善了翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重大突破4、測試結(jié)果 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)某著名風(fēng)電葉片制造廠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試。經(jīng)過調(diào)試采用 PI 控制即可滿足同步性要?dú)狻Ｔ诜D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行起始階段，現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角最大誤差為 0.8，為PI控制誤差峰值，隨后角度誤差趨于平穩(wěn)并維持在0.3以 內(nèi) ，遠(yuǎn)低于規(guī)定的1.5，改善了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)的同步性。與原系統(tǒng)相比完全消除了在換向角度翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)大幅抖動(dòng)的問題，使翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旱勻速運(yùn)動(dòng)，一次開合時(shí)間為 7min，提高了翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)性。5、結(jié)論（1） 解決了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定現(xiàn)象；（2）創(chuàng)造性加入了比例壓力閥，使整個(gè)液壓系統(tǒng)驅(qū)