使用CompactRIO系統(tǒng)和LabVIEW軟件控制輾環(huán)機(jī)

　　環(huán)形輾環(huán)機(jī)不同于常規(guī)級(jí)輾環(huán)機(jī)，其通過在兩個(gè)方向上同時(shí)軋制——徑向和軸向，循環(huán)操作成要求的圓環(huán)大小。環(huán)形旋轉(zhuǎn)使用直流或交流電機(jī)。整個(gè)輾環(huán)機(jī)的徑向/軸向軋制和移動(dòng)系統(tǒng)都使用壓力系統(tǒng)。一般來說，壓力系統(tǒng)可以工作在高速模式下，傳輸人工模式下的設(shè)備，也可以工作在低速模式下，在低速模式下，精確地控制軋制時(shí)的每個(gè)部分。

　　輾環(huán)機(jī)采用六個(gè)氣壓缸——心軸，excel任務(wù)，excel平衡，左/右，居中，和excel滑動(dòng)——用于位置控制。所有這些氣壓缸使用簡(jiǎn)單接口通信方式定位傳感器和使用比例閾來執(zhí)行控制。

　　我們使用FPGA將簡(jiǎn)單傳感接口通信方式的位置傳感負(fù)荷轉(zhuǎn)換為模擬負(fù)荷。我們使用CompactRIO系統(tǒng)同時(shí)操作六個(gè)氣壓缸，以控制位置和自動(dòng)化軋制過程。通過這種方式，計(jì)算機(jī)只顯示用戶需要的信息，F(xiàn)PGA和CompactRIO系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)際軋制控制。為了讓用戶通過計(jì)算機(jī)來監(jiān)視軋制過程，CompactRIO系統(tǒng)必須發(fā)送軋制數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)。如果軋制數(shù)據(jù)量太大的話，就需使用所用權(quán)變更，使得通信速度就會(huì)降低，這就需要通過使用TCP/IP通信協(xié)議來解決。

 

　　圖5.輾環(huán)機(jī)

 

　　圖6.軋制操作

　　圖7.控制箱

　　選擇NI 解決方案的理由

　　我們選擇使用NI產(chǎn)品的理由，可以列為如下：

　　通信速度快，可靠性高

　　可定制的高速線性化處理邏輯單元

　　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

　　可以獲得NI公司工程師的技術(shù)支持

　　結(jié)論

　　對(duì)于常規(guī)輾環(huán)機(jī)，可編程邏輯控制器發(fā)送流信號(hào)給比例閾，但只執(zhí)行流控制信號(hào)。在這種情況下，軋制速度的變化取決于其材料，質(zhì)量和測(cè)量，即使可編程邏輯控制器發(fā)送相同的流信號(hào)，軋制速度也會(huì)變化。因此，要使軋制過程完全自動(dòng)化是很困難的，特別是在居中軋制的情況下。在現(xiàn)存的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)情況下，當(dāng)完成流信號(hào)次序值之后，位置值與當(dāng)前的位置傳感值作對(duì)比。然后，使用可編程邏輯控制器，將位置值發(fā)送給比例閾，這樣對(duì)于用戶控制位置就更為困難了。

　　使用 NI 公司的解決方案，位置次序值通過CompactRIO系統(tǒng)獲得，并與通過FPGA得到的當(dāng)前位置傳感的值進(jìn)行比較。使用PID來控制比例閾意味著與計(jì)算機(jī)間的通信是不必要的，使得高速率的和精確的控制成為可能。

　　將位置傳感的SSI通信值轉(zhuǎn)換為模擬值的成本很高，但是如果改為使用NI 公司的實(shí)時(shí)解決方案，通信速度和可控制性就會(huì)得到改善。此外，現(xiàn)在我們可以通過使用比例閾來控制氣壓缸的位置，并可以使軋制過程完全自動(dòng)化。因?yàn)樵摻鉀Q方案不需要使用轉(zhuǎn)換器，價(jià)格變得可以接受。NI的解決方案既降低了成本的開銷，又使位置控制成為可能。