轧制过程计算机控制系统4PPT资料.ppt
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算机控制系统的重要组成部分,它的连接形式如下图所示。
11/10/202211/10/202244工业工业对象对象数据收集数据收集装置装置计算机计算机数据收集系统数据收集系统参数:
参数:
压力、流量、温度的输入信号;
模拟量:
脉冲量:
开关量:
通过光电编码器测量的速度、位移通过光电编码器测量的速度、位移信号。
信号。
操作台上的开关、按钮;
行程开关、极限开关;
信号指示灯、音响报警、继电器的接通与断开、电磁阀的信号指示灯、音响报警、继电器的接通与断开、电磁阀的打开与关闭;
电机的启动与停止;
计数器的预定数值计满;
打开与关闭;
定时器的预定时间已到达。
电机控制系统中的速度给定、电流给定的输入信号;
控制伺服阀、比例阀的输出信号控制伺服阀、比例阀的输出信号。
11/10/202211/10/202255实例:
冷轧带钢平整机的计算机数据收集系统实例:
冷轧带钢平整机的计算机数据收集系统压力传感器压力传感器光电编码器光电编码器光电编码器光电编码器v控制目的:
控制目的:
给予带钢小压下量改善板型平直度,使之达到国家标准;
v被控量:
被控量:
平整延伸率平整延伸率、轧辊辊缝、轧辊辊缝v巡回检测数据:
巡回检测数据:
轧制力、轧制速度、辊缝。
v应用特点:
应用特点:
数据收集系统纪录和显示轧制过程中的各种不同情况,分数据收集系统纪录和显示轧制过程中的各种不同情况,分析和研究轧制过程,建立和改善数学模型。
析和研究轧制过程,建立和改善数学模型。
模拟量输入通道模拟量输入通道脉冲输入计数器板脉冲输入计数器板11/10/202211/10/2022662操作指导控制系统操作指导控制系统P17优点:
结构简单,控制灵活和安全。
优点:
缺点:
要由人工操作,速度缺点:
要由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。
受到限制,不能控制多个对象。
操作指导系统直接从现场输入实洲操作指导系统直接从现场输入实洲参数,由计算机进行分析和计算并参数,由计算机进行分析和计算并给出操作指导,故称其为给出操作指导,故称其为“在线在线”操作指导系统。
操作指导系统。
11/10/202211/10/202277计算机:
计算机:
利用所检测的数据,根据一定的利用所检测的数据,根据一定的控制和管理方法进行计算,给出相应的操控制和管理方法进行计算,给出相应的操作指导信息,通过作指导信息,通过CRT或打印机输出给操或打印机输出给操作人员。
作人员。
在线操作指导控制系统在线操作指导控制系统离线操作指导控制系统离线操作指导控制系统11/10/202211/10/202288实例:
二辊可逆式冷轧机操作指导系统实例:
二辊可逆式冷轧机操作指导系统轧制数据表轧制数据表道次道次厚度厚度轧制力轧制力辊缝辊缝实测厚度实测厚度实测压力实测压力实测辊缝实测辊缝反算压力反算压力自适应参数自适应参数02.7282.7281.15012.30074.422.1902.31580.762.19273.101.21521.90077.831.7801.92581.221.78275.901.25931.60071.181.4991.59077.091.49772.041.302输入测量厚度输入测量厚度h
(1)=2.315h
(2)=1.925h(3)=1.590Learn是自学习参数,其初值为是自学习参数,其初值为1.08应力状态系数应力状态系数QP用布兰德用布兰德-福德公式的福德公式的希尔简化式计算。
希尔简化式计算。
控制目标:
厚度精度厚度精度被控量:
辊缝辊缝巡检参数:
巡检参数:
轧制力、辊缝、轧制力、辊缝、应用特点:
数据收集、记录;
在线操数据收集、记录;
在线操作指导,建立自适应模型。
作指导,建立自适应模型。
11/10/202211/10/20229933直接数字控制直接数字控制直接数字控制直接数字控制(DirectDigitalControlDirectDigitalControlDirectDigitalControlDirectDigitalControlDDCDDCDDCDDC)本质本质本质本质用一台计算机取代一组模拟调节用一台计算机取代一组模拟调节器,构成闭环控制回路。
器,构成闭环控制回路。
优点优点优点优点计算灵活,精度高,可以处理多个控制回路。
不仅能实现常规计算灵活,精度高,可以处理多个控制回路。
不仅能实现常规的的PIDPID控制规律,也能实现控制规律,也能实现PIDPID以外的多种复杂控制。
以外的多种复杂控制。
问题问题问题问题当时的计算机系统的价格昂贵,计算机运算速度不能满足快速当时的计算机系统的价格昂贵,计算机运算速度不能满足快速过程实时控制的需求。
过程实时控制的需求。
AIAI、DIDIAOAO、DODO控制站控制站11/10/202211/10/20221010要求:
实时性好、可靠性高和适应要求:
实时性好、可靠性高和适应性强性强一台计算机通常要控制几个或几十个回路一台计算机通常要控制几个或几十个回路输入通道输入通道(AI.DI(AI.DI)输出通道输出通道(AO.DO)(AO.DO)打印机打印机报报警警操作台操作台CRTCRT计计算算机机生生产产过过程程11/10/202211/10/202211113.3.直接数字控制系统直接数字控制系统DirectDigitalControlDirectDigitalControlSystemSystem,DDCDDC被测变量被测变量操作变量操作变量控制规律:
控制规律:
基于经典控制理论和现代控制理论的程序算法。
DDCDDC特点特点:
信号转换信号转换控制功能强大控制功能强大控制方法灵活控制方法灵活要求实时性好、可靠性高、适应性强。
要求实时性好、可靠性高、适应性强。
11/10/202211/10/20221212实例:
制药厂的实例:
制药厂的DDCDDCDDCDDC控制控制控制控制土霉素生产车间土霉素生产车间2020只发酵缸每个缸只发酵缸每个缸有有2-42-4个参数,共需个参数,共需6060个参数进行个参数进行实时控制实时控制系统完成的功能:
系统完成的功能:
对对2020只缸共只缸共5050个参数(温度、溶氧、个参数(温度、溶氧、pH)pH)实现实现PIDPID控制;
控制;
对对1010只三级缸实行消沫控制(开关量控制);
只三级缸实行消沫控制(开关量控制);
对对2020只缸的温度、溶样、只缸的温度、溶样、pHpH进行巡回检测;
进行巡回检测;
对以上对以上6060个参数定时制表;
个参数定时制表;
对上限、下限、实时钟停等故障实现故障报对上限、下限、实时钟停等故障实现故障报警;
警;
土霉素车间的土霉素车间的DDC控制框图控制框图计算机:
对各路信号按对各路信号按PIDPID调节规律进行运算,并对生产过程进行实时控制、巡回检测、实时制表、调节规律进行运算,并对生产过程进行实时控制、巡回检测、实时制表、越限报警、事故报警。
越限报警、事故报警。
中央控制台:
在操作台显示各路参数值;
设置和改变参数的给定值和上下限;
打印。
(人机接口)人机接口)路路给定值给定值偏差值偏差值单位单位0130.00+0.06C0130.00+0.06C010mA+24V010mA=40ms60=2.4s11/10/202211/10/20221313直接数字控制系统与模拟系统的不同nn在模拟系统中,信号的传送不需要数字化,而数字系统在模拟系统中,信号的传送不需要数字化,而数字系统中由于采用计算机,因此在信号的传送过程中就需要采中由于采用计算机,因此在信号的传送过程中就需要采用数模和模数转换。
用数模和模数转换。
另外,另外,DDCDDC是用程序进行控制运算,这就比模拟量控制与是用程序进行控制运算,这就比模拟量控制与控制对象一一对应的控制方式灵活而又经济。
只要改变控制对象一一对应的控制方式灵活而又经济。
只要改变计算机程序就可以对控制对象实现不同控制功能,因此计算机程序就可以对控制对象实现不同控制功能,因此可以控制几百个回路,并可以对上下限进行监视和报警。
可以控制几百个回路,并可以对上下限进行监视和报警。
此外,因为计算机有较强的计算能力,所以控制方法的此外,因为计算机有较强的计算能力,所以控制方法的改变很方便,只要改变程序就可以实现。
就一般的模拟改变很方便,只要改变程序就可以实现。
就一般的模拟控制而言,要改变控制方法,必须改变硬件,这不是轻控制而言,要改变控制方法,必须改变硬件,这不是轻而易举的事。
而易举的事。
11/10/2022
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- 轧制 过程 计算机控制 系统
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