结合NIPXI和LabVIEWRT的PAC系统在冷轧钢自动化处理中提高响应

结合NI PXI和LabVIEW RT的PAC系统在冷轧钢自动化处理中提高响应时间

作者:Shekar Patil, Pitel Engineering

应用领域：

基础材料——钢/板材/建筑

挑战：

实现一个坚固的闭环控制系统，该系统用于冷轧钢厂的规格监测和控制，它能进行高精度监测并具有比传统PLC更快的响应时间，可保证每周七天，每天24小时连续工作，并且最大限度地减少了人工操作。

解决方案：

利用NI LabVIEW RT和PXI硬件开发出基于NI可编程自动控制器（PAC）的规格监测和控制系统

使用产品：

数据采集，LabVIEW RT，PXI/CompactPCI，可编程自动控制器（PAC）

基于NI产品的控制系统

NI基于PXI和实时的PAC平台非常适合用于高精度监测

含铁和非含铁的金属工业利用冷轧钢厂来生产统一厚度的钢条（以钢卷的形式）。这些轧钢厂需要高精度的监测和控制系统。PAC控制系统实时地监测钢片的厚度并以快速而确定的响应时间控制计量仪。该系统有两个轧辊，一个是固定的，另一个可移动，它们和液压气缸相连。可移动轧辊根据输入信号对钢片加压以保证钢片有合适的厚度。

在比较了各种可用于这种复杂应用的平台后，我们选择了NI PAC平台和LabVIEW RT以及PXI硬件。利用NI的PAC产品，我们不仅缩短了开发时间，也为我们的客户降低了成本。

该控制系统采用厚度计量仪来测量钢片的厚度，它以微米级的精度测量距定位点的偏差并形成模拟信号输入到PXI硬件。然后根据液压气缸的压力形成模拟电压信号。

位置传感器确定了液压气缸的位置并向控制器提供与金属计量仪（或两轧辊之间间距）相关联的数字输入信号。编码器固定在转动的升降辊上，它显示钢条被轧出的速度。通过利用各种传感器接收数据，运行于PXI控制器的LabVIEW RT对输入做出响应并生成改变液压压力的输出信号，从而控制钢条的规格。

利用PXI和LabVIEW开发出可靠的系统

我们利用运行LabVIEW RT的PXI控制来实现控制系统。该PXI系统采用三种不同的模块。我们使用NI PXI-6040来模拟输入或输出厚度和压力数据。此外，我们用NI PXI-6602计数器卡测量编码器的信号并确定轧辊速度；使用NI PXI-6711模拟输出模块控制伺服阀来改变液压气缸的位置，从而控制钢条的规格或厚度。我们所遇到的另一个难题是要提供一个常备的按钮式控制板，可用于如实时系统和主机发生连接中断这样意外事故。我们利用NI PXI-6527工业数字输入/输出模块解决这一难题。

单一的开发环境缩短了开发时间

与传统的仪器和PLC相比，我们利用NI PAC平台提高了灵活性，降低了响应时间并改善了产品质量。对于基于PLC的典型系统，它的控制循环的速率为100到500ms，而使用基于PXI的控制系统，我们把该系统的循环时间降低到10ms，从而提高了我们输出的质量。我们也利用PXI背板对测量进行同步。最后，由于利用了单一的开发环境和灵活的硬件，我们把系统的开发时间降低为六分之一，从而减少了项目所有者的综合成本。