ICS59.120.99CCSW92GuidingcontrolsystemdesignspeIT/QGCML4748—2024前言 2規范性引用文件 3術語和定義 4基本要求 5糾偏控制系統組成 26基本配置及功能 5T/QGCML4748—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由鈦瑪科（北京）工業科技有限公司提出。本文件由全國城市工業品貿易中心聯合會歸口。本文件起草單位：鈦瑪科（北京）工業科技有限公司、鈦瑪科（江蘇）工業科技有限公司、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、張衛東、王華文、王立聰。1T/QGCML4748—2024糾偏控制系統設計規范本文件規定了糾偏控制系統設計規范的基本要求、糾偏控制系統組成、基本功能。本文件適用于糾偏控制系統的設計。2規范性引用文件本文件沒有規范性引用文件。3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4基本要求4.1設計原則4.1.1系統穩定性在各種運行條件下，系統應能維持正常功能，不出現較大范圍的波動或失控現象。4.1.2精度和準確性應具備高精度和準確性，以確保產品質量和生產效率。在設計中，應充分考慮各種誤差源，并通過合理的算法和優化硬件配置，減小或消除誤差。4.1.3實時性應確保系統能快速處理數據，并及時作出糾偏動作。高實時性有助于提升生產過程的穩定性和可控4.1.4可靠性糾偏控制系統應具備可靠性，以確保連續、高效的生產。系統應具備故障檢測和自我修復功能，能在出現故障時迅速恢復正常運行狀態。此外，應定期進行系統維護和檢查，以消除潛在的故障。4.1.5易用性系統應易于操作和理解，用戶無需經過復雜的培訓即可快速上手。4.1.6可維護性糾偏控制系統應具備可維護性。系統設計應模塊化，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維護和升級。4.1.7可擴展性系統應具備可擴展性，以便在未來適應新的應用場景和技術要求。通過預留擴展接口和采用開放標準，使系統具備持續升級和擴展的能力。4.1.8經濟性糾偏控制系統應具備經濟性。優化設計以提高性價比，選擇高性價比的器件和硬件方案。在實現可靠性能的同時，降低總體糾偏控制系統成本。2T/QGCML4748—20244.2設計目標4.2.1精度要求糾偏控制系統精度應該在±0.1mm范圍內。4.2.2穩定性及可靠性要求糾偏控制系統應使用PID控制算法，以保證整個糾偏系統在各種工況下能夠穩定運行，且運行可靠。4.2.3響應速度要求糾偏控制系統最大響應速度達到50mm/s。4.2.4擴展性要求糾偏控制系統應具備良好的擴展性，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安全防護要求系統具備完善的安全防護機制，確保操作人員的安全和系統的穩定運行。設計時考慮對關鍵部分進行保護，防止未經授權的訪問和篡改。同時，應具備異常情況下的安全處置能力，降低安全風險。5糾偏控制系統組成5.1系統結構糾偏控制系統由控制器、糾偏傳感器、電驅動器和糾偏導向機構等部件組成，系統結構如圖1所示。圖1糾偏控制系統結構圖3T/QGCML4748—20245.2糾偏控制器糾偏控制器的參數如表1所示。表1糾偏控制器的參數-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如表2所示。表2超聲波傳感器的參數-10℃~+80℃5.3.3寬幅傳感器寬幅傳感器的參數如表3所示。表3寬幅傳感器的參數-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如表4所示。表4組合型專用傳感器的參數-10℃~+80℃5.3.5視覺傳感器視覺傳感器的參數如表5所示。表5視覺傳感器的參數-10℃~+80℃5.3.6紅外傳感器紅外傳感器的參數如表6所示。表6紅外傳感器的參數-10℃~+50℃5T/QGCML4748—20245.3.7光電傳感器光電傳感器的參數如表7所示。表7光電傳感器的參數-10℃~+80℃5.4電驅動器電驅動器的參數如表8所示。表8電驅動器的參數度-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，以及觀察系統運行的各項參數。6T/QGCML4748—20246.1.3電機及其驅動電路通常選用直流無刷電機或者伺服電機。6.1.4軟件設計首先程序進行參數初始化，在控制過程中可以選擇手動或自動調節，出現緊急情況時，可以手動停止系統運行。自動調整時，由傳感器檢測卷材的整體偏離情況，給出偏移信號，控制糾偏輥協同糾偏；手動調整時，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通過安裝的傳感器實時檢測生產線卷材位置和設備的運行狀態，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接收到傳感器傳來的信號后，通過內置的控制算法對信號進行分析和處理。算法能夠對偏差進行精確計算，并根據設定的控制策略進行糾偏動作。控制算法的優化和改進可以提高系統的糾偏精度。6.2.3電機驅動與執行控制系統根據算法處理的結果，驅動電機執行相應的動作，實現糾偏。電機通過控制器進行控制，確保電機的穩定運行。6.2.4反饋與監控糾偏控制系統具備反饋和監控功能，能夠對系統的運行狀態進行實時監測和記錄。反饋信號可以提供系統當前的狀態和運行參數，如位置、速度、電流等。監控功能則可以對系統的運行過程進行可視化展示，便于操作人員進行觀察和調整。6.2.5異常處理與報警糾偏控制系統具備異常處理和報警功能，能夠對系統出現的異常情況進行及時提示和處理。當系統出現故障或偏差超過預設范圍時，系統會觸發報警機制，通過聲光電