位置自動控制

軋制過程中最常遇到的是壓下位置問題，現(xiàn)以壓下位置自動控制系統(tǒng)為例來說明它的基本組成和結(jié)構(gòu)。圖1是計算機控制的壓下位置自動控制系統(tǒng)。在壓下位置控制過程中，壓下位置的設定值可以在操作臺上人工給定，也可以通過過程控制計算機（scc）來給定。由于壓下裝置是通過電動機來傳動的，所以壓下位置可以借助于與電動機同軸傳動的自整角機來檢測。而新建的現(xiàn)代化軋機已廣泛采用脈沖編碼器進行壓下位置檢測。壓下的實際位置便可通過位置檢測環(huán)節(jié)將位置信號反饋到計算機中（稱為“采樣”）。計算機周期性地根據(jù)位置設定值與當時的實際位置值進行計算，并算出把被控壓下螺絲以最快速度調(diào)整到設定位置，電動機應該具有的速度的控制信號，然后將此控制信號通過模出子系統(tǒng)（即圖1中的D/A轉(zhuǎn)換）向拖動系統(tǒng)的速度控制裝置輸出，這個模出信號一直保持到在這一點有新的模出信號輸出為止。計算機的控制算法能保證在被控制的壓下螺絲在接近位置設定值的過程中，按照一定規(guī)律發(fā)出速度控制信號。當位置進入規(guī)定的精度范圍以后，便可以通過抱閘線圈進行制動。至于圖1中的其他部件作用將在后面有關(guān)部分論述。

由圖1可知，位置自動控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)圖1便可概括出位置自動控制系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，如圖2所示，它具有普遍意義。在位置控制過程中，控制對象的位置信號，可以通過位置檢測裝置和過程輸入裝置反饋到計算機中，與SCC計算機的給定位置目標值進行比較，然后根據(jù)偏差信號的大小，由DDC計算機通過過程輸出裝置給出速度控制信號，由速度調(diào)節(jié)回路去驅(qū)動電動機，對被控對象的位置進行調(diào)節(jié)，然后又將位置信號再反饋到計算機中，再比較，再輸出，如此循環(huán)一直到達到目的為止。

由于采用了數(shù)字計算機，所以該系統(tǒng)是一個采樣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，此種系統(tǒng)的方塊結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。圖3中的K_a和K_b是開關(guān)，當開關(guān)K_a和K_b合上時，偏差值被采樣，送入計算機，計算機計算后的輸出值送給過程輸出裝置，其輸出信號被保持在保持器中，并在采樣周期中對設備的控制保持不變。

在實際應用中，一般采用下列裝置進行位置的直接控制：速度自動調(diào)節(jié)器（SAR）的控制裝置，應用于控制精度高的場合； 直流恒壓速度調(diào)節(jié)器（DCCP） 的控制裝置，應用于控制精度要求不高和動作不太頻繁的場合； 脈沖電機調(diào)節(jié)速度變阻器（SSRH） 的控制裝置，應用于調(diào)速精度高、速度偏差較小的場合；采用液壓控制裝置來實現(xiàn)位置控制，應用于調(diào)速精度很高的場合。

提高位置控制精度和可靠性的措施是： 消除間隙對控制精度的影響；為了保證設定可靠，應進行必要的重復設定；為了避免偶然事件發(fā)生，必須檢查控制回路聯(lián)鎖條件是否得到滿足。

在金屬材料塑性加工過程中對被控對象的位置按設定值所進行的自動控制。即在指定時刻將被控對象的位置自動地控制到預先給定的目標位置上，使被控對象控制后的位置與目標位置之差保持在允許的偏差范圍之內(nèi)，簡稱APC。由于所要求的位置量是預先給定的，故又稱為預設定位置自動控制，或叫作APC設定。APC一般由被控對象（例如軋機壓下機構(gòu)）、位置檢測環(huán)節(jié)、直接數(shù)字控制（DDC）計算機、速度控制裝置、執(zhí)行機構(gòu)（液壓裝置或電動機）等構(gòu)成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。

通過計算機對位置進行直接數(shù)字控制的稱為DDC-APC，一般用于壓下位置、立輥和側(cè)導板開口度、夾送輥和助卷輥輥縫設定、軋輥速度設定、推鋼機和出鋼機行程等的控制。通過存儲程序控制裝置（SPC）進行位置控制的稱為SPC-APC，初軋、型鋼、鋼管和厚板等生產(chǎn)由于操作工藝特點所限，不便于進行高級的預設定定位控制，而采用SPC-APC。通過可編程序控制器（PLC）進行位置控制的稱為PLC-APC，它是以微處理機為基礎的可編程序控制器，便于組成控制功能分散的控制系統(tǒng)。

自然位置是《一般平衡論》（汪葉斌 著）的概念。系統(tǒng)與環(huán)境相平衡和諧時就是系統(tǒng)的自然位置。自然位置是系統(tǒng)在環(huán)境中有適當?shù)奈恢茫砻飨到y(tǒng)與環(huán)境平衡。

一般平衡論認為，萬物都有自己的自然位置。萬物處在不平衡時，在求存本能的作用下，總會自我趨于平衡，尋找自己的自然位置；處在平衡時，總會努力維持自然位置。系統(tǒng)的自然位置也是它在自然秩序中的位置，找到自己在自然秩序中的位置，以求得與環(huán)境和諧并保持自我平衡就是萬物的自然目的。

對整體而言，每一個個體都找到自己的自然位置時，就形成了整體的自然秩序；對個體而言，當整體有了自然秩序時，說明每一個體都有了自然位置。當每個個體都找到自然位置，整體有了自然秩序時，就形成了自然平衡。

自然位置是動態(tài)的，原自然秩序有原自然位置，當自然秩序變化時，它們會尋找自己新的自然位置，新自然秩序有新的自然位置（此時會維持自然位置）。自然秩序變動決定自然位置運動方向；但系統(tǒng)自然位置的運動方向也反作用于環(huán)境自然秩序的變化。

開放和運動是系統(tǒng)找到自己自然位置的前提，并形成自然秩序，達到自然平衡，形成整體和諧。運動中的萬物的自然目標是尋找自己的自然位置（不平衡時）或為了維持原有的平衡，萬物不是為運動而運動，而是為了平衡而運動，為達到自然位置而運動。

系統(tǒng)的自由運動應當是符合自然規(guī)則的運動——遵循自然規(guī)則的運動——如此系統(tǒng)更易到達自然位置，能否遵循自然之道反映系統(tǒng)存在智慧。相反，系統(tǒng)的運動沒有遵循自然規(guī)則，就不能或難以到達自己的自然位置。

系統(tǒng)個體自然位置是環(huán)境整體自然秩序中的位置，自然秩序來自于整體中個體尋找自然位置的自然力量。自然位置表現(xiàn)為個體與環(huán)境的平衡和諧。自然秩序表現(xiàn)為整體的平衡和諧。

生物圈的自然位置和自然秩序是環(huán)境選擇和自我平衡共同作用的結(jié)果。環(huán)境為了平衡而選擇系統(tǒng)，系統(tǒng)為了生存而適應或選擇環(huán)境。系統(tǒng)可通過調(diào)整自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)來適應環(huán)境，也可選擇適合自身生存的新環(huán)境。

對一個生命系統(tǒng)而言，自然選擇是系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系，是來自環(huán)境對系統(tǒng)的力量，表現(xiàn)在環(huán)境對系統(tǒng)的輸入。

系統(tǒng)是環(huán)境中的系統(tǒng)，環(huán)境決定系統(tǒng)，系統(tǒng)需要一個適合自身生存的環(huán)境，還要在這個環(huán)境中找到適合自己的位置，系統(tǒng)應主動適應所在的環(huán)境。種群的自然秩序是競爭的結(jié)果，一旦形成自然秩序就可以減少爭斗。

萬物的自然位置是分層次的：微觀層次和宏觀層次，可以是：奇點玄子——原子分子——宇宙天體；個體——種群——生物；個人——組織——社會；要素——系統(tǒng)——環(huán)境；等不同層面的自然位置。結(jié)構(gòu)相同的原子分子常常會聚在一起，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同的系統(tǒng)往往抱成一團。

自然位置法則告知人類，任何事物只有適當，沒有最好。最好只是相對的，適當才是絕對的。萬物平等，世上無廢物，在適當位置為“寶”，在不適當位置為“廢”（有時為害）。變廢為寶就是物從不適當位置回到適當位置——自然位置（從不平衡到新平衡）。自然力量而形成的自然位置和自然秩序是最合理的，因自然力量而形成的一個有自然秩序的系統(tǒng)，有利于這個系統(tǒng)在環(huán)境中的存在。自然力量是相對人類求名求利活動而言的。

萬物因自然力量而形成的自然位置是最合理的位置。因人類求名求利而改變物的自然位置，往往是不合理的，往往破壞自然秩序。人類為求名求利而改變物質(zhì)的自然位置，往往就是破壞了本來的自然平衡，其后果非人力可以控制。

“自我平衡”、“事物對稱”和“自然位置”是系統(tǒng)在三個不同層面的平衡。

●自我平衡是一個系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的平衡；自我平衡源自系統(tǒng)求存在的本能；自我平衡是點的平衡。

●事物對稱是一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)的平衡；事物對稱來自系統(tǒng)自我平衡的支持；事物對稱是平面的平衡。

●自然位置則是一個系統(tǒng)與多個系統(tǒng)的平衡；自然位置則是立體的平衡。2100433B