用PAC結合NI PXI和圖形軟件LabVIEW RT(實時)實現鋼條高精度監控和高可靠閉環控制系統-自動化處理設計方案。
○ 項目設計
由于金屬工業系統需要冷軋鋼廠生產出統一厚度的鋼條(以鋼卷的形式)，為此這些軋鋼廠需要由對生產的鋼條規格進行監控的高可靠閉環控制系統.這就是本PAC應用的設計任務
○ 系統技術要求
該系統能進行高精度監測和控制并以更快的響應時間(比傳統PLC)；可保證每周七天、每天24小時連續的高可靠工作，并且最大限度地減少人工操作。
○ 系統設計方案
· 鋼條規格的高精度監測
由于NI基于PXI和實時的PAC平臺非常適合用于高精度監測，故可利用NI 公司的圖形軟LabVlEW RT(實時)和PXI硬件開發出基于NI可編程自動控制器(PAC)的規格監測和控制系統。用PAC控制系統實時地監測鋼片的厚度并以快速而確定的響應時間控制計量儀。
· 先述該PAC控制系統的工作過程
PAC控制系統有兩個軋輥，一個是固定的，另一個可移動，它們和液壓氣缸相連。可移動軋輥根據輸入信號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雜應用的平臺比較，選擇了NI PAC平臺和圖形軟件LabVlEW RT(實時)及PXl硬件。利用N I的PAC產品，不僅縮短了開發時間，也為我們的客戶降低了成本。
· 系統的信號撿測分別用厚度計量儀與位移傳感器
該控制系統采用厚度計量儀來測量鋼片的厚度，即，它以微米級的精度測量距定位點的偏差并形成模擬信號輸入到PXI硬件。然后根據液壓氣缸的壓力形成模擬電壓信號。
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量儀(或兩軋輥之間間距)相關聯的數字輸入信號。旋轉編碼器(TRD-K)固定在轉動的升降輥上，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據，運行于PXI控制器的LabVlEW RT對輸入做出響應并生成改變液壓壓力的輸出信號，從而控制鋼條的規格。無論是厚度計量儀與位移傳感器均可采用光纖傳感器來實施。
圖3 用旋轉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)規格進行監控的高可靠閉環控制系統-自動化處理的設計方案框圖.從圖中看出該設計方案中選擇了氣壓、位移、厚度傳感器及編碼器等信號傳感撿測部分、圖形軟件LabVlEW RT(實時)、PXl/CompactPCI多功能高精度采集卡、可編程自動控制器(PAC)。
圖4 PAC用于鋼條規格監控和高可靠自動化閉環控制系統設計方案圖
可靠控制系統的實現-多功能高精度采集、計數器收和數字I/O模塊的使用
利用運行LabVlEW RT(實時)的PXI控制來實現控制系統。該PXI系統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據。此外，用NI PXI-6608計數器/定時器卡測量編碼器的信號并確定軋輥速度(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，從而控制鋼條的規格或厚度.又利用NI PXI-6527工業數字I/O模塊(含24條隔離光隔離輸入線和24條隔離固態繼電器輸出線)實現一個常備的按鈕式控制扳，來解決實時系統和主機發生連接中斷這樣意外事故的這一難題。這就是利用PXI和LabVIEW開發出了可靠的控制系統。
響應時間的大大縮短
與傳統的儀器和PLC相比，我們利用NI PAC平臺提高了靈活性，降低了響應時間并改善了產品質量。眾所周知對于基于PLC的典型系統，它的控制循環的速率為100到500ms，而使用基于PXI的控制系統，我們把該系統的循環時間降低到10ms，從而提高了我們輸出的質量。也利用PXI背板對測量進行同步。最后，由于利用了單一的開發環境和靈活的硬件，我們把系統的響應時間降低為六分之一，從而減少了項目所有者的綜合成本。
需要說明的是該PAC應用的鋼條高精度監控和高可靠閉環控制系統，同樣也可適用于板材行業(或建筑行業)。
結論
由于PAC能為您增加所需的PC功能以用于高級控制，實時分析或連接企業數據庫，而且同時保持了PLC的可靠性。如果您不只是需要集成數字I/O和運動控制，或者需要更快的計算機處理能力的話，PAC可能是非常好的選擇。為此，當今的工程師除了PLC控制外，其PAC不失為是一種最佳選擇，它正占領自動化領域。而PAC概念將在當今和未來的工廠自功化中發揮重要的作用。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
