[發明專利]一種基于嵌入式計算機的冷軋帶鋼板形控制方法

有效

• 申請號: 201410142649.7
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN104971949B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 劉寶權;王曉慧;吳萌;王軍生;侯永剛;張巖;柴明亮;趙榮;王奎越;秦大偉
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于自動控制領域，特別涉及一種基于嵌入式計算機的冷軋帶鋼板形控制方法。

背景技術

冷軋生產是軋制領域工藝、機械、液壓、儀表、自動控制、計算機等學科高度集中和完善的生產環節。冷軋帶鋼生產過程中的一些核心技術，直接影響冷軋帶鋼的機械性能、尺寸精度、表面質量和板形等，影響到如汽車、家電、儀表、食品包裝等下游制造業的生產效率和生產成本，進而影響最終產品的市場競爭力。同時帶鋼高精度的厚度精度、良好的板形質量、優良的外觀、優質的性能是保證后續工序穩定運行的重要前提。隨著科學技術的進步和市場競爭的激化，用戶對冷軋帶鋼產品質量的要求不斷提高，如汽車板板形原來要求小于±20I，而現在要求達到±10I，制罐要求鍍錫板板形為±5I。因此對冷軋帶鋼的產品質量提出了更苛刻的要求。

冷軋帶鋼板形控制技術是冷軋生產的核心技術之一，控制精度的高低直接影響帶鋼的外形和性能，因此冷軋板形控制技術是保證冷軋帶鋼產品質量的關鍵，是國內乃至全世界鋼鐵軋制技術領域研究的重點，也是我國“十二五”重大技術裝備研制項目之一。

冷軋帶鋼板形控制是包括數據采集、處理、控制的連續過程，每一個過程或任務必須在確定的時間內完成，以便板形控制系統的執行機構做出快速響應，保證冷軋帶鋼產品的板形精度。因此，冷軋帶鋼板形控制具有速度快、精度高、實時性強、多任務等特點。實時性主要考慮的是在最壞情況下的系統行為，特點是：時間約束性、可預測性、可靠性、與外部環境的交互性。

計算機可分成兩大類：通用計算機和嵌入式計算機。嵌入式計算機是以應用為中心、計算機技術為基礎，軟硬件可剪裁，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

嵌入式系統按實時性要求可分為：軟實時系統和硬實時系統兩類。實時性和處理器速度不是一回事，速度快的系統不一定實時性好，速度慢的系統實時性未必不能滿足要求。通用計算機的Windows是典型的多任務操作系統，采用搶占式多任務處理方式，追求的是系統的平均響應時間和用戶的實用方便。雖然處理速度越來越快，但不具備實時性，無法滿足實時性要求高的多任務板形控制的需求。嵌入式系統的核心是由一個或幾個預先編好程序的微處理器或者微控制器組成，是將計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合后的軟硬件高度結合的產物，具有內核小、專用性強、強實時性、多任務性、高可靠性、運算速度快等特點。

目前，冷軋帶鋼板形控制系統多采用高端PLC，雖然能夠滿足冷軋帶鋼板形控制的需要，但其在強實時性、多任務性、可移植性、運算速度、硬件成本方面，還是無法與嵌入式計算機相媲美。在此背景下，本發明提出用嵌入式計算機控制冷軋帶鋼板形的方法。

發明內容

本發明提供一種基于嵌入式計算機的冷軋帶鋼板形控制方法，其目的旨在以較少的投資，滿足冷軋帶鋼板形控制的強實時性和多任務性的要求，使帶鋼實物板形質量和板形控制指標達到國際領先水平。

為達此目的，本發明采取了如下技術解決方案：

一種基于嵌入式計算機的冷軋帶鋼板形控制方法，通過嵌入式計算機接收過程計算機、一級控制系統和板形測量輥的數據，進行測量信號處理和各調控執行器調節量的計算，將計算后的數據下發給一級控制系統和過程計算機進行控制和顯示；板形測量輥將冷軋帶鋼實際板形檢測信號發送給嵌入式計算機；過程計算機進行道次數據的計算和下發、板形采集數據顯示、控制信號顯示、控制參數顯示及更改、功效系數存儲；一級控制系統進行板形調控執行器的閉環控制，并將實際軋制力、彎輥力、軋輥竄動量、實際傾斜值和一些過程控制信號發送給嵌入式計算機。在嵌入式計算機中，將冷軋帶鋼板形控制分割成9個任務：

1、開始接收測量值任務MRST（Measuring?Roll?Start）

MRST用于板形測量數據的接收中斷處理、檢測數據的真實性核對，板形輥每轉一圈觸發一次，若測量數據有效則激活測量值獲取任務MVAP。

（2）測量值獲取和處理任務MVAP（Measuring?Value?Acquisition?and?Processing）

軋輥每轉一圈后，測量值獲取和處理任務MVAP由任務MRST激活。測量值獲取和處理任務MVAP包括：

監測嵌入式計算機與板形輥通訊狀態；

讀取：板形輥各測量段的徑向力實際值；板形輥轉速計數器數據；帶鋼設定張力、實際張力、實際速度；帶鋼厚度、長度、寬度和凸度；帶鋼總長度、實際卷曲長度；帶鋼偏移量；帶鋼實際卷徑；帶鋼彈性模量；

接收來自板形輥的狀態信號；

計算：帶鋼長度、帶鋼速度、包角變量；