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    ○ 項(xiàng)目設(shè)計(jì)
　　
    由于金屬工業(yè)系統(tǒng)需要冷軋鋼廠生產(chǎn)出統(tǒng)一厚度的鋼條(以鋼卷的形式)，為此這些軋鋼廠需要由對生產(chǎn)的鋼條規(guī)格進(jìn)行監(jiān)控的高可靠閉環(huán)控制系統(tǒng).這就是本PAC應(yīng)用的設(shè)計(jì)任務(wù)
　　
    ○ 系統(tǒng)技術(shù)要求
　　
    該系統(tǒng)能進(jìn)行高精度監(jiān)測和控制并以更快的響應(yīng)時(shí)間(比傳統(tǒng)PLC)；可保證每周七天、每天24小時(shí)連續(xù)的高可靠工作，并且最大限度地減少人工操作。
　　
    ○ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
　　
    · 鋼條規(guī)格的高精度監(jiān)測

    由于NI基于PXI和實(shí)時(shí)的PAC平臺(tái)非常適合用于高精度監(jiān)測，故可利用NI 公司的圖形軟LabVlEW RT(實(shí)時(shí))和PXI硬件開發(fā)出基于NI可編程自動(dòng)控制器(PAC)的規(guī)格監(jiān)測和控制系統(tǒng)。用PAC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)地監(jiān)測鋼片的厚度并以快速而確定的響應(yīng)時(shí)間控制計(jì)量儀。

    · 先述該P(yáng)AC控制系統(tǒng)的工作過程

    PAC控制系統(tǒng)有兩個(gè)軋輥，一個(gè)是固定的，另一個(gè)可移動(dòng)，它們和液壓氣缸相連。可移動(dòng)軋輥根據(jù)輸入信號(hào)對鋼片加壓以保證鋼片有合適的厚度。
　　
    通過對各種可用于這種復(fù)雜應(yīng)用的平臺(tái)比較，選擇了NI PAC平臺(tái)和圖形軟件LabVlEW RT(實(shí)時(shí))及PXl硬件。利用N I的PAC產(chǎn)品，不僅縮短了開發(fā)時(shí)間，也為我們的客戶降低了成本。
　　
    · 系統(tǒng)的信號(hào)撿測分別用厚度計(jì)量儀與位移傳感器

    該控制系統(tǒng)采用厚度計(jì)量儀來測量鋼片的厚度，即，它以微米級(jí)的精度測量距定位點(diǎn)的偏差并形成模擬信號(hào)輸入到PXI硬件。然后根據(jù)液壓氣缸的壓力形成模擬電壓信號(hào)。
　　
    位移傳感器確定了液壓氣缸的位置并向控制器提供與金屬計(jì)量儀(或兩軋輥之間間距)相關(guān)聯(lián)的數(shù)字輸入信號(hào)。旋轉(zhuǎn)編碼器(TRD-K)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)的升降輥上，它顯示鋼條被軋出的速度，其示意見圖3所示。通過利用各種傳感器接收數(shù)據(jù)，運(yùn)行于PXI控制器的LabVlEW RT對輸入做出響應(yīng)并生成改變液壓壓力的輸出信號(hào)，從而控制鋼條的規(guī)格。無論是厚度計(jì)量儀與位移傳感器均可采用光纖傳感器來實(shí)施。

圖3 用旋轉(zhuǎn)編碼器測定鋼條被軋出的速度示意圖

    圖4為PAC用于鋼條(或扳材)規(guī)格進(jìn)行監(jiān)控的高可靠閉環(huán)控制系統(tǒng)-自動(dòng)化處理的設(shè)計(jì)方案框圖.從圖中看出該設(shè)計(jì)方案中選擇了氣壓、位移、厚度傳感器及編碼器等信號(hào)傳感撿測部分、圖形軟件LabVlEW RT(實(shí)時(shí))、PXl/CompactPCI多功能高精度采集卡、可編程自動(dòng)控制器(PAC)。

圖4 PAC用于鋼條規(guī)格監(jiān)控和高可靠自動(dòng)化閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖

    可靠控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)-多功能高精度采集、計(jì)數(shù)器收和數(shù)字I/O模塊的使用
　　
    利用運(yùn)行LabVlEW RT(實(shí)時(shí))的PXI控制來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)。該P(yáng)XI系統(tǒng)采用三種不同的模塊(見圖4所示)。我們使用NI PXI-6070多功能高精度采集卡來完成模擬輸入或輸出厚度和壓力數(shù)據(jù)。此外，用NI PXI-6608計(jì)數(shù)器/定時(shí)器卡測量編碼器的信號(hào)并確定軋輥速度(示意與圖3相同)；使用NI PXI-6711模擬輸出模塊控制伺服閥來改變液壓氣缸的位置，從而控制鋼條的規(guī)格或厚度.又利用NI PXI-6527工業(yè)數(shù)字I/O模塊(含24條隔離光隔離輸入線和24條隔離固態(tài)繼電器輸出線)實(shí)現(xiàn)一個(gè)常備的按鈕式控制扳，來解決實(shí)時(shí)系統(tǒng)和主機(jī)發(fā)生連接中斷這樣意外事故的這一難題。這就是利用PXI和LabVIEW開發(fā)出了可靠的控制系統(tǒng)。

    響應(yīng)時(shí)間的大大縮短
　　
    與傳統(tǒng)的儀器和PLC相比，我們利用NI PAC平臺(tái)提高了靈活性，降低了響應(yīng)時(shí)間并改善了產(chǎn)品質(zhì)量。眾所周知對于基于PLC的典型系統(tǒng)，它的控制循環(huán)的速率為100到500ms，而使用基于PXI的控制系統(tǒng)，我們把該系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間降低到10ms，從而提高了我們輸出的質(zhì)量。也利用PXI背板對測量進(jìn)行同步。最后，由于利用了單一的開發(fā)環(huán)境和靈活的硬件，我們把系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間降低為六分之一，從而減少了項(xiàng)目所有者的綜合成本。
　　
    需要說明的是該P(yáng)AC應(yīng)用的鋼條高精度監(jiān)控和高可靠閉環(huán)控制系統(tǒng)，同樣也可適用于板材行業(yè)(或建筑行業(yè))。
　　
    結(jié)論
　　
    由于PAC能為您增加所需的PC功能以用于高級(jí)控制，實(shí)時(shí)分析或連接企業(yè)數(shù)據(jù)庫，而且同時(shí)保持了PLC的可靠性。如果您不只是需要集成數(shù)字I/O和運(yùn)動(dòng)控制，或者需要更快的計(jì)算機(jī)處理能力的話，PAC可能是非常好的選擇。為此，當(dāng)今的工程師除了PLC控制外，其PAC不失為是一種最佳選擇，它正占領(lǐng)自動(dòng)化領(lǐng)域。而PAC概念將在當(dāng)今和未來的工廠自功化中發(fā)揮重要的作用。