[發明專利]冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法

有效

• 申請號: 200710191733.8
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101176883A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 李坤杰;竇保杰;李獻國;李宏海
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: B21B37/16
• 分類號: B21B37/16;G05D5/03;G05B19/418
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法，屬于冷軋機控制技術領域。

背景技術

在冶金行業，金屬壓力加工裝備冷軋機生產線非常復雜，計算機控制水平較高，自動化控制系統占據著重要的作用。冷軋機的自動化控制系統分為基礎自動化系統和過程自動化系統，對于基礎自動化系統來說，厚度控制系統是其中關鍵的組成部分，是保障軋制帶材出口厚度精度的關鍵手段。冷軋機厚度控制系統是通過測厚儀對軋制帶材出口厚度進行測量，并根據實測值與給定值進行比較，得到偏差信號，借助于控制回路中控制器的控制程序，計算出最終控制量，發送到液壓壓下裝置中，通過伺服閥改變冷軋機液壓壓下油缸位置，從而將帶材出口厚度控制在允許偏差范圍。一個典型的冷軋機厚度控制系統框圖如圖2所示，在目前的冷軋機厚度控制系統中，測厚儀與控制回路中控制器的反饋連接，都是采用模擬量的連接方式，使用模擬電壓或電流進行測量。這種模擬量連接反饋控制回路的方式，存在如下的局限性：

①控制精度低，在測厚儀的模擬信號測量方式中，需要進行多次A/D(模擬量/數字量)和D/A(數字量/模擬量)轉換，每次轉換都會增加轉換誤差，使控制精度降低；

②連接電纜多，每個模擬量反饋連接都需要至少兩根線，當存在多個模擬量反饋時，連接電纜成倍增加，提高了生產成本。

③連接距離短，使用模擬量反饋連接時，由于傳輸電纜存在電阻，引起能量損耗及電壓降低，因此連接距離一般較短。

④抗干擾能力弱，使用模擬量反饋連接時，模擬電壓或電流受周圍環境的影響較大，周圍環境的電磁場變化容易引起模擬電壓或電流變化，降低測量數據精度。

⑤故障診斷及恢復困難，在模擬量反饋連接中，由于電纜及接觸點的增加，可能引起故障的情況也增加，使故障的診斷比較困難，并且恢復起來也比較麻煩。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法，以測厚儀、以太網、控制器和液壓壓下裝置為厚度控制設備，其特征在于：包括以下步驟——

1)測厚儀通過以太網通信接口，將測量的冷軋機帶材出口厚度值發送到以太網網絡；

2)控制器通過以太網通信接口，從以太網上接收測厚儀發送的數據，然后進行控制算法的計算；

3)控制器計算后，使用模擬量連接方式輸出給液壓壓下裝置的伺服閥進行控制，驅動液壓壓下油缸，完成一次控制回路的計算過程；

4)測厚儀通過以太網接口依次發送帶材出口厚度值，控制器依次接收測厚儀發送的數據進行計算，如此循環，完成冷軋機的厚度控制過程。

進一步地，上述的冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法，包括以下詳細步驟——

1)測厚儀和控制器分別進行初始化工作，定義網絡通信所需要的IP地址、套接字等數據；

2)測厚儀測量冷軋機出口厚度值，使用UDP協議的網絡發送函數，將測量厚度值轉換成數據包，發送到以太網上；

3)控制器使用UDP協議的網絡接收函數，從以太網上接收數據包，并取出數據包中來源IP地址；

4)控制器比較接收數據包中的來源IP地址與測厚儀的IP地址，如果兩者地址相同，則使用數據包中的厚度值計算偏差信號，進行控制回路的計算，得到控制量，輸出給伺服閥驅動液壓壓下油缸；如果兩者地址不同，則轉給其他程序進行處理；

5)測厚儀與控制器分別完成發送和接收數據運算后，判斷當前工作狀態是否正常，如果工作正常則繼續循環運行，如果異常則轉到異常處理程序進行處理。

更進一步地，上述的冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法，所述控制器采用可編程控制器PLC或工業控制計算機IPC。

更進一步地，上述的冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法，傳輸數據協議的物理層采用以太網的物理層定義，符合IEEE802.3標準規范。傳輸數據協議的數據鏈路層采用CSMA/CD協議，符合IEEE802.3標準規范。傳輸數據協議的網絡層采用IP協議，符合TCP/IP網絡體系結構。傳輸數據協議的傳輸層采用UDP協議，符合TCP/IP網絡體系結構。

再進一步地，上述的冷軋機厚度控制系統的網絡反饋控制方法，其特征在于：以太網通信接口的傳輸速度為10Mb/s或100Mb/s或1Gb/s。以太網通信接口的連接電纜采用屏蔽雙絞線或光纜。

本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：