摘要:设计了一种新型平板硫化机控制方案。将传统的分步供油、大径液压缸加热方式改为多缸下压方式,井将加热方式改为陶瓷电热。为此设计了多缸同步控制方案、共烧陶瓷电热同步控制方案,同时为达到精确控制水平,整套控制系统采用模糊-PID复合控制方式。希望该方案对同行有借鉴作用。
关键词:宽幅平板硫化机;多缸同步;陶瓷电热;静磁栅;模糊-PID;智能化
应市场要求,我们研发设计了宽幅平带平板硫化机系列机组。其主机要求3.2~6.4m幅宽,采用可解体预应力框架,多缸上位下压,低位节材、陶瓷电热、单高压液压站,可中割分幅,单层/双层设计,双向组线等。
该机组定位于装备国际、国内及再生胶利用市场中高强钢绳运输带和片卷材生产用户,为保护知识产权,该系列机组关键技术拟申报发明专利。其中多缸同步与电热同步智能控制为本研发项目的要点之一。
1 同步节能控制方案
通常,柱式、框架式平带平板硫化机的下位上压或上位下压采用分步供油、大径液压缸方式。这些方式中,由于硫化过程需对硫化生带施加1.5-4MPa的压力(国外厂家达到5MPa),致使液压缸体、本机机体庞大,耗材总量惊人,成本居高不下。
为解决上述问题,异于以往设计,本研发设计采用反传统的多缸上位下压,其中多缸空行程部分采用气液补偿、作功保压部分采用双作用高压干斤顶,开档回程则采用有杆缸反向回程。研发过程中设计了机械同步和采用双高压泵站强制间歇供油,并用同型号的电液伺服阀控制,所有电液伺服阀有相同的基本输入信号保持同步,通过调节电液伺服阀的输入信号控制进油量消除同步误差。但出于半闭环伺服控制要求,我们在各缸附加了静磁栅油缸行程检测仪,这是一种新型的油缸外置式位置传感器,其具备显示位置、闭环控制和通讯转换等多种功能。而这种机电液一体化位置控制需要考虑控制智能化。
其次,异于蒸汽一过热水、电热油或电热管加冷却水的流道热板加热方式,为富电且不允许增设锅炉地区用户考虑,我们采用共烧陶瓷电热组件对热板加热。其以高热导率陶瓷—氧化铝瓷为基体,以耐热难熔金属作为内电极形成发热电路,通过一系列特殊工艺将两片氧化铝生瓷片共烧而成(片状元件)。其优点是:①结构简单;②升温迅速;③功率密度大;④加热温度高达400℃以上;⑤热效率高;⑥加热均匀;⑦无明火,使用安全;⑧可实现复杂形状的平面加热;⑨发热电路与空气隔绝;组件耐酸碱及其他腐蚀性物质,寿命长;⑩组件本身及生产过程符合环保(ROHS)要求等,具备国际SGS认证。采用陶瓷电热件、对节材、节水、降耗效果显见,其能对加热区域分别精确控温,对稳定硫化效果甚至于不同材质的覆层硫化平带具有柔性化,同样,这种电热控制也需要考虑控制智能化。
在硫化过程中,硫化压力和温度是极为重要的参数,由于产品用途不同,硫化材质、配方不尽相同,硫化工艺参数亦多变,即便是细微变化,也是装备制造厂家研发设计时需要前澹性综合考虑的。而上述两类控制智能化的整合思维则是本文成因。
2 多缸同步控制
多缸配置中,采用以基准缸的行程位置为准,校准其余加压缸的位置传感器零点;而动/定热板均压分布筋采用FEA优化设计;机械同步??值机械补偿,确定机械原始零点。