一种电液直驱小方坯连铸结晶器振动控制系统的制作方法

1.本发明属于连铸结晶器振动技术领域，涉及一种电液直驱小方坯连铸结晶器振动控制系统。


背景技术：

2.小方坯结晶器振动装置作为小方坯连铸机的关键设备，其作用是连续铸钢过程中，防止铸坯的坯壳与结晶器内壁见发生粘结而被拉裂，使结晶器保护渣进入坯壳与内壁的间隙，不断润滑内壁，保证铸坯表面质量。结晶器振动发展至今，按照驱动控制形式分为机械式振动、液压伺服振动、电动缸振动。机械式结晶器振动装置通常采用直流电机和偏心轴曲柄机构来实现正弦振动，其缺点是机械磨损严重、一般采用正弦曲线振动、振幅及偏斜率等振动参数固定不变；液压伺服结晶器振动装置采用电液伺服阀控制液压缸来实现正弦和非正弦振动，可以在线调节振动曲线的振幅、频率和偏斜率，其缺点是由于采用了电液伺服阀，对油液清洁度要求高，其建造、运行、维护成本高；电动缸结晶器振动装置采用伺服电动缸直接驱动结晶器振动台实现正弦和非正弦振动，具有成本较低、设备维护方便、无污染等优点，但是其核心传动构件丝杠的抗冲击能力较差、易磨损、寿命短等缺点。
3.随着液压技术的发展，出现了一种新型的电液直驱小方坯连铸结晶器振动驱动装置。公开号为cn 211727412 u的专利公开了一种电液直驱小方坯连铸结晶器振动驱动装置。而在连续浇注过程中，需要控制驱动装置中液压缸按照给定曲线动作，控制性能的好坏直接影响振动驱动装置的稳定性、使用寿命和铸坯表面质量，甚至出现漏钢现象。目前已公开的专利均未提供电液直驱小方坯连铸结晶器振动装置相关的控制系统。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种一种电液直驱小方坯连铸结晶器振动控制系统。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种电液直驱小方坯连铸结晶器振动控制系统，该系统包括供电单元、控制单元、驱动单元和接口单元；
7.所述供电单元与控制单元电连接；
8.所述供电单元与驱动单元电连接；
9.所述驱动单元与接口单元信号连接；
10.所述接口单元与驱动装置信号连接；
11.所述供电单元用于所述控制系统和驱动装置供电；
12.所述控制单元用于控制驱动装置的换向、调速、调压、调转矩功能，最终控制振动装置的动作；所述控制单元包括逻辑控制单元、数据采集单元、数据处理单元、信号发生单元、通讯单元，所述控制单元分别与逻辑控制单元、数据采集单元、数据处理单元、信号发生单元和通讯单元信号连接；
13.所述逻辑控制单元用于对驱动装置的状态反馈信号进行连锁控制；所述逻辑控制单元，用于与铸流系统信号进行连锁控制；
14.所述数据采集单元用于对驱动装置检测的数据进行存储分析；
15.所述数据处理单元用于对驱动装置的数字量信号的输入输出处理以及对模拟量信号的输入处理和输出处理；所述对模拟量信号的输入处理包括对信号的模数转换以及电气信号到物理信号的转换；所述对模拟量信号的输出处理包括对信号的物理信号到电气信号的转换以及数模转换；
16.所述信号发生单元的信号包括阶跃信号、斜坡信号、方波信号、正弦信号及非正弦信号；
17.所述通讯单元用于控制系统的内部通讯和外部通讯；
18.所述驱动单元为伺服驱动器或者变频器；
19.所述控制系统通过接插件连接驱动装置，在所述信号发生单元给定信号后，控制振动装置动作，数据采集单元分析振动装置的跟踪以及响应情况，实时监控驱动装置的健康状况和振动装置的功能以及性能情况。
20.可选的，所述通讯单元用于控制系统的内部通讯和外部通讯；
21.所述内部通讯包括控制器之间的通讯和控制器与数据采集单元之间的通讯，通讯方式均采用real-time ethernet通讯，通过超五类网线连接，而控制器与驱动单元之间的通讯，通讯方式采用ethercat通讯，通过ethercat专用网线连接；
22.所述外部通讯包括控制器与调试电脑之间的通讯以及控制器与铸流系统之间的通讯，通讯方式均采用以太网通讯，通过超五类网线连接。
23.可选的，所述阶跃信号包括对阶跃量的任意指定和在线修改；
24.所述斜坡信号包括对斜率的任意指定和在线修改；
25.所述正弦信号包括对振幅和振频的任意指定和在线修改；
26.所述非正弦信号包括对振幅、振频和偏斜率的任意指定和在线修改。
27.可选的，所述供电单元包括380v的三项交流供电、220v不间断电源供电以及24v的直流供电。
28.可选的，所述接口单元为接插件；所述接插件用于控制系统与驱动装置即插即用。
29.本发明的有益效果在于：
30.1、本发明与铸流系统连锁控制，即可以通过铸流系统的控制振动装置按照浇铸需求动作，也可以将振动装置状态反馈给铸流系统；
31.2、本发明方便对电液直驱小方坯连铸结晶器振动装置的有效控制，包括换向、调速、调压、调转矩功能；
32.3、本发明可以通过数据处理单元，监控振动装置的健康状况，提前预警设备故障，从而减少铸机意外停机，提高铸机作业率。
33.4、本发明可以通过数据采集单元，存储振动装置的有关数据，有利于分析事故原因，提高检修效率。
34.5、本发明可以方便对电液直驱小方坯连铸结晶器振动装置多种给定信号的控制，包括阶跃、斜坡、方波、正弦及非正弦。
35.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并
且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
36.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
37.图1为本发明原理图。
具体实施方式
38.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
40.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
41.如图1所示：一种电液直驱小方坯连铸结晶器振动控制系统，包括供电单元、控制单元、驱动单元和接口单元；
42.在本实施例中，所述供电单元包括380v的三项交流供电、220v不间断电源供电以及24v的直流供电；所述供电单元分别用于所述控制系统和驱动装置供电；
43.在本实施例中，所述控制单元用于控制驱动装置的换向、调速、调压、调转矩功能，最终控制振动装置的动作；所述控制单元包括逻辑控制单元、数据采集单元、数据处理单元、信号发生单元、通讯单元，所述控制单元分别与逻辑控制单元、数据采集单元、数据处理单元、信号发生单元和通讯单元信号连接；
44.在本实施例中，所述逻辑控制单元用于对驱动装置的状态反馈信号进行连锁控制；所述逻辑控制单元，用于与铸流系统信号进行连锁控制；
45.在本实施例中，所述数据采集单元用于对驱动装置检测的数据进行存储分析，数据采集单元与数据处理单元之间通过real-time ethernet通讯，采用超五类网线连接，将驱动装置的实时数据发送到数据采集单元，实时在线显示，实现历史数据查询分析；
46.在本实施例中，所述数据处理单元用于对驱动装置的数字量信号的输入输出处理以及对模拟量信号的输入处理和输出处理；所述对模拟量信号的输入处理包括对信号的模数转换以及电气信号到物理信号的转换；所述对模拟量信号的输出处理包括对信号的物理信号到电气信号的转换以及数模转换；
47.在本实施例中，所述信号发生单元的信号包括阶跃、斜坡、方波、正弦及非正弦信号；所述阶跃信号包括对阶跃量的任意指定和在线修改；所述斜坡信号包括对斜率的任意指定和在线修改；所述正弦信号包括对振幅和振频的任意指定和在线修改；所述非正弦信号包括对振幅、振频和偏斜率的任意指定和在线修改；
48.在本实施例中，所述通讯单元用于控制系统的内部通讯和外部通讯；所述内部通讯包括控制器之间的通讯和控制器与数据采集单元之间的通讯，通讯方式均采用real-time ethernet通讯，通过超五类网线连接，而控制器与驱动单元之间的通讯，通讯方式采用ethercat通讯，通过ethercat专用网线连接；所述外部通讯包括控制器与调试电脑之间的通讯以及控制器与铸流系统之间的通讯，通讯方式均采用以太网通讯，通过超五类网线连接；
49.在本实施例中，所述驱动单元包括滤波器和伺服驱动器或者变频器，滤波器用于过滤电网电压的不稳定性；
50.在本实施例中，所述接口单元为一种工业重载接插件；所述接插件用于控制系统与驱动装置即插即用；所述接插件为一种高防护接口单元，使驱动装置的使用更加方便、稳定、可靠；
51.在本实施例中，所述控制系统通过接插件连接驱动装置，在所述信号发生单元给定信号后，控制振动装置动作，数据采集单元分析振动装置的跟踪以及响应情况，实时监控驱动装置的健康状况和振动装置的功能以及性能情况。
52.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。