T-QGCML 4748-2024 糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范

ICS59.120.99CCSW92GuidingcontrolsystemdesignspeIT/QGCML4748—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4基本要求 5糾偏控制系統(tǒng)組成 26基本配置及功能 5T/QGCML4748—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由鈦瑪科（北京）工業(yè)科技有限公司提出。本文件由全國城市工業(yè)品貿(mào)易中心聯(lián)合會歸口。本文件起草單位：鈦瑪科（北京）工業(yè)科技有限公司、鈦瑪科（江蘇）工業(yè)科技有限公司、北京深點視覺科技有限公司、北京偉伯康智能科技有限公司、廣東捷盟智能裝備股份有限公司、深圳市大族貝瑞裝備有限公司、欣旺達動力科技股份有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司。本文件主要起草人：楊牧、祝素偉、李維能、李建福、王宇、易兆豐、張衛(wèi)東、王華文、王立聰。1T/QGCML4748—2024糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范本文件規(guī)定了糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的基本要求、糾偏控制系統(tǒng)組成、基本功能。本文件適用于糾偏控制系統(tǒng)的設(shè)計。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4基本要求4.1設(shè)計原則4.1.1系統(tǒng)穩(wěn)定性在各種運行條件下，系統(tǒng)應(yīng)能維持正常功能，不出現(xiàn)較大范圍的波動或失控現(xiàn)象。4.1.2精度和準確性應(yīng)具備高精度和準確性，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在設(shè)計中，應(yīng)充分考慮各種誤差源，并通過合理的算法和優(yōu)化硬件配置，減小或消除誤差。4.1.3實時性應(yīng)確保系統(tǒng)能快速處理數(shù)據(jù)，并及時作出糾偏動作。高實時性有助于提升生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可控4.1.4可靠性糾偏控制系統(tǒng)應(yīng)具備可靠性，以確保連續(xù)、高效的生產(chǎn)。系統(tǒng)應(yīng)具備故障檢測和自我修復(fù)功能，能在出現(xiàn)故障時迅速恢復(fù)正常運行狀態(tài)。此外，應(yīng)定期進行系統(tǒng)維護和檢查，以消除潛在的故障。4.1.5易用性系統(tǒng)應(yīng)易于操作和理解，用戶無需經(jīng)過復(fù)雜的培訓(xùn)即可快速上手。4.1.6可維護性糾偏控制系統(tǒng)應(yīng)具備可維護性。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)模塊化，便于故障定位和部件更換。同時，提供詳細的維護文檔和友好的維護界面，方便工程師進行系統(tǒng)維護和升級。4.1.7可擴展性系統(tǒng)應(yīng)具備可擴展性，以便在未來適應(yīng)新的應(yīng)用場景和技術(shù)要求。通過預(yù)留擴展接口和采用開放標(biāo)準，使系統(tǒng)具備持續(xù)升級和擴展的能力。4.1.8經(jīng)濟性糾偏控制系統(tǒng)應(yīng)具備經(jīng)濟性。優(yōu)化設(shè)計以提高性價比，選擇高性價比的器件和硬件方案。在實現(xiàn)可靠性能的同時，降低總體糾偏控制系統(tǒng)成本。2T/QGCML4748—20244.2設(shè)計目標(biāo)4.2.1精度要求糾偏控制系統(tǒng)精度應(yīng)該在±0.1mm范圍內(nèi)。4.2.2穩(wěn)定性及可靠性要求糾偏控制系統(tǒng)應(yīng)使用PID控制算法，以保證整個糾偏系統(tǒng)在各種工況下能夠穩(wěn)定運行，且運行可靠。4.2.3響應(yīng)速度要求糾偏控制系統(tǒng)最大響應(yīng)速度達到50mm/s。4.2.4擴展性要求糾偏控制系統(tǒng)應(yīng)具備良好的擴展性，具有IO等外部擴展接口。4.2.5操作簡便性要求糾偏控制系統(tǒng)采用全觸摸屏操作界面，簡潔直觀，便于用戶快速上手。4.2.6安全防護要求系統(tǒng)具備完善的安全防護機制，確保操作人員的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。設(shè)計時考慮對關(guān)鍵部分進行保護，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。同時，應(yīng)具備異常情況下的安全處置能力，降低安全風(fēng)險。5糾偏控制系統(tǒng)組成5.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)糾偏控制系統(tǒng)由控制器、糾偏傳感器、電驅(qū)動器和糾偏導(dǎo)向機構(gòu)等部件組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1糾偏控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3T/QGCML4748—20245.2糾偏控制器糾偏控制器的參數(shù)如表1所示。表1糾偏控制器的參數(shù)-10℃~50℃5.3糾偏傳感器5.3.1糾偏傳感器分為：超聲波傳感器、寬幅傳感器、組合型專用傳感器、視覺傳感器、高溫型寬幅紅外傳感器、紅外傳感器、光電傳感器。5.3.2超聲波傳感器超聲波傳感器的參數(shù)如表2所示。表2超聲波傳感器的參數(shù)-10℃~+80℃5.3.3寬幅傳感器寬幅傳感器的參數(shù)如表3所示。表3寬幅傳感器的參數(shù)-10℃~+80℃4T/QGCML4748—20245.3.4組合型專用傳感器組合型專用傳感器的參數(shù)如表4所示。表4組合型專用傳感器的參數(shù)-10℃~+80℃5.3.5視覺傳感器視覺傳感器的參數(shù)如表5所示。表5視覺傳感器的參數(shù)-10℃~+80℃5.3.6紅外傳感器紅外傳感器的參數(shù)如表6所示。表6紅外傳感器的參數(shù)-10℃~+50℃5T/QGCML4748—20245.3.7光電傳感器光電傳感器的參數(shù)如表7所示。表7光電傳感器的參數(shù)-10℃~+80℃5.4電驅(qū)動器電驅(qū)動器的參數(shù)如表8所示。表8電驅(qū)動器的參數(shù)度-10℃~+60℃-10℃~+80℃級6基本配置及功能6.1基本配置6.1.1傳感器檢測單元用于檢測物料的位置和偏差，通常選用超聲波傳感器，紅外傳感器，光電傳感器，具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點。能夠準確檢測物料邊沿的位置，拾取邊沿位置的偏差信號。6.1.2人機交互模塊包括獨立按鍵、LCD顯示模塊等，方便用戶選擇糾偏工作模式，以及觀察系統(tǒng)運行的各項參數(shù)。6T/QGCML4748—20246.1.3電機及其驅(qū)動電路通常選用直流無刷電機或者伺服電機。6.1.4軟件設(shè)計首先程序進行參數(shù)初始化，在控制過程中可以選擇手動或自動調(diào)節(jié)，出現(xiàn)緊急情況時，可以手動停止系統(tǒng)運行。自動調(diào)整時，由傳感器檢測卷材的整體偏離情況，給出偏移信號，控制糾偏輥協(xié)同糾偏；手動調(diào)整時，可以通過按鍵，控制卷材的左右移動達到糾偏的效果。6.2基本功能6.2.1糾偏檢測功能糾偏控制系統(tǒng)通過安裝的傳感器實時檢測生產(chǎn)線卷材位置和設(shè)備的運行狀態(tài)，判斷卷材位置是否存在偏差。6.2.2控制算法處理控制系統(tǒng)接收到傳感器傳來的信號后，通過內(nèi)置的控制算法對信號進行分析和處理。算法能夠?qū)ζ钸M行精確計算，并根據(jù)設(shè)定的控制策略進行糾偏動作。控制算法的優(yōu)化和改進可以提高系統(tǒng)的糾偏精度。6.2.3電機驅(qū)動與執(zhí)行控制系統(tǒng)根據(jù)算法處理的結(jié)果，驅(qū)動電機執(zhí)行相應(yīng)的動作，實現(xiàn)糾偏。電機通過控制器進行控制，確保電機的穩(wěn)定運行。6.2.4反饋與監(jiān)控糾偏控制系統(tǒng)具備反饋和監(jiān)控功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和記錄。反饋信號可以提供系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)和運行參數(shù)，如位置、速度、電流等。監(jiān)控功能則可以對系統(tǒng)的運行過程進行可視化展示，便于操作人員進行觀察和調(diào)整。6.2.5異常處理與報警糾偏控制系統(tǒng)具備異常處理和報警功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進行及時提示和處理。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或偏差超過預(yù)設(shè)范圍時，系統(tǒng)會觸發(fā)報警機制，通過聲光電