轧钢厚度控制中的计算机系统柳孝仁［西安公路交通大学交通信息与控制工程系，西安，７１００６ ４，讲师］摘要：阐述了轧钢厚度控制中的微型计算机系统，内容有：①轧钢厚度控制的工作原理 ；②轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的硬件系统；③轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的软件。关键词：微型计算 机，轧辊缝宽，直接数字控制（ＤＤＣ）分类号：Ｄ拈，ＴＰ３１７１轧钢机轧钢厚度控制原理轧 钢机轧压成形的带钢材的厚度取决于轧钢机的两个轧辊之间的辊缝宽度。对轧压带钢材厚度的控制 ，实际就是对轧钢机两ｇｂｅ之间的辊缝宽度的控制。轧钢机的两个轧辊分别作为操作侧和传动侧 ，轧辊两侧可分别作为两个控制回路，两个控制回路的参数基本对称。若对两个控制回路同时调节 ，既调整操作侧，又控制传动侧，这样实现就可以减少调节时间，提高控制精度。由于两侧的控制 原理一样，这里仅叙述操作控制回路。控制回路如图１所示。当给定某一辊缝宽度值Ｓ。（即带钢 材厚度）之后，此信号通过一调节器进入功率放大器，经放大并转换成与输人电压成正比例的电流 信号送到伺服阀。伺服阀门线圈得到电流，则伺服阀门打开，油管中具有压强ＰＳ的高压油进入液 压缸，推动缸中柱塞作相对于缸体的移动。轧辊连在柱塞上，它除了作转动外，还能随柱塞作上下 移动。一直到反馈电压与给定电压相等，功率放大器输出为零时．伺服阀门才学闭．油管中油钻封 件．缸体中林寒停ＩＰ运动，这时，上下两辊之间就形成了一定的辊缝宽度。这就是位置反馈调节 过程（图１中所示回路１）。当轧钢机轧压带钢材受力及其它原因，轧钢机机架产生弹跳（伸长变 形），这时辊缝实际宽度与给定值间产生了偏差。轧钢机机架受力越大，变形就越大（在弹性范围 内），轧钢机机架的这种变形使辊缝增大。这时，用一个压头检测器来检测压力，检测到的变化压 力经压电转换器转换一定大小的信号电压，此信号电压图互轧钢厚度调节原理图；图Ｚｆｆｅ控制 原理框图加到调节器的另一输入端，与给定值「之差来抵消因机架弹跳而引起的辊ｌ缝的增加，这 就是压力反馈的调节过Ｉ程（图１中的回路２）。１２轧钢厚度控ＤＤＣ系统；的硬件：轧钢厚度 控制是一个直接数字控制（ＤＤＣ）系统，ＤＤＣ系统采用微型计算机＂智能＂部件来实现，也就 是用ＰＩＤ数字控制器取代图１中的模拟调节器。用ＰＩＤ数字控制器组成的直接数字控制（ＤＤ Ｃ）系统，其结构简化框图如图２所示。采用微型计算机组成的ＤＤＣ控制系统，实现对轧钢机轧 钢厚度的控制。该ＤＤＣ系统有：轧钢机、
伺服阀、模拟输人端和模拟输出端、微型计算机及显示
接口电路、ＺＰＵ等。在轧钢机厚度控制系统中组成结构图（如图３所示）。图中各种模拟物理量 通过放大器送到模数转换器（ＡＩＸｉ）Ｄ＋７Ａ，Ｄ＋７Ａ的输出数字信号送到微型计算机，经 过计算机处理，将处理后的数字信号送到数模转换器（ＤＡＣ），Ｄ／Ｄ转换器的输出的模拟信号 送到执行部件伺服阀，去调节控制轧钢机轧辊的辊缝宽度。各种中断信号经并行接口电路（ＴＵ－ ＡＲＴ板）输人口送入计算机，然后再经并行输出口实现各种中断。另外，微型计算机还具有数字 显示、超极限报警等功能，因而还配有一些附件及接口电路；图３轧钢厚度控制Ｄｐｏ系统硬件框 图３轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的软件＂轧钢厚度控制的ＤＤＣ系统的控制总流程图如图４所示。该 ＤＤＣ系统的控制总流程图的常用控制程序有：控制程序、中断程序、
子程序库。３．１控匍耀序 控制程序是ＤＤＣ系统的核心程序。这部分程序有：ＰＩＤ算法，采样滤波，限幅处理。３·１· ＩＰＩＤ算法ＰＩＤ算法程序是根据下式编制的式中，ｅ为控制输入信号与反馈信号之差，即偏差 ；ｕ为输出信号，即为给予受控对象的控制信号二。、ａｌ、ａ。分别为其中，ｈＰ为放大系数； 乃为积分时间常数；几为微分时间常数。３．１．２采样滤波输入信号ｅ。易受干扰，可能有较大 随机起伏。为了消除随机干扰，采用平均值滤波，即为下式式中，＂为第ｎ次采样时刻滤波后的输 出值；ｘ。、ｘｎ－；为第ｎ次采样以及前一次采样时刻的采样值。编程时ｋ取值４为好。３．１ ．３限幅处理数模转换器工作于双极性，数字量为一个字节，一个字节的最高位为符号位处理，在 十１２７～一１２８之间限制。３．２中断程序中断电路采用并行接口电路板ＴＵＡＲＴ与微型计 算机连接。由于ＤＤＣ控制系统所需要的中断数量多于ＴＵＡＲＴ板所提供的中断个数、利用一个 ＃行输入Ｄ和一个并行输出口以及一个外部中断源，通过加接口电路，配合软件可完成多重中断的 处理。中断服务程序包括中断初始化程序、中断判别程序和外部中断服务程序三个部分。３．３子 程序库为了充分利用微型计算机系统提供的资源（硬件资源和软件资源），建立了一个库文件，汇 编形成一个浮动地址的子程序库模板。子程序库中包括以下程序：外部接口电路检查程序、通道口 初始化程序、数据显示程序、超极限报警程序、延时程序。口４包钢复审坊制ｌ－Ｍ－－Ｍ－一索 拉Ｂ府接回Ｍｉｃｒｏ－ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍｉｎＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇＴｈｉｃｋ ｎｅｓｓｏｆＲｏｌｌｅｄＳｔｅｅｌ￥ＬｉｕＸｉａｏｒｅｎ［ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｒ ａｆｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎ ＨｉｇｈｗａｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ，７１００６４］Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃ ｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏ ｆｒｏｌｌｅｄｓｔｅｅｌｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｏｓｅａｓｐｅｃｔｓ：①ｗ ｏｒｋｔｈｅｏｒｙｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ；②ｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｆＤＤＣ ；③ｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｆＤＤＣ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔ ｅｒ；ｉｎｔｅｒｓｔｉｃｅｏｆｒｏｌｌｅｒ；ＤＤＣｄｉｒｅｃｔｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒ ｏｌ轧钢厚度控制中的计算机系统@柳孝仁$西安公路交通大学交通信息与控制工程系微型计算机 ，轧辊缝宽，直接数字控制（ＤＤＣ）阐述了轧钢厚度控制中的微型计算机系统，内容有：①轧钢 厚度控制的工作原理；②轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的硬件系统；③轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的软件 。ｓｔｅｍｉｎＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇＴｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆＲｏｌｌｅｄＳｔｅｅｌ￥Ｌｉ ｕＸｉａｏｒｅｎ［ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｒａｆｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣ ｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＨｉｇｈｗａｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ＇ａｎ，７１００６４］Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｃ ｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｒｏｌｌｅｄｓｔｅｅｌｉｓｉｎｔｒｏｄ ｕｃｅｄｆｒｏｍｔｈｏｓｅａｓｐｅｃｔｓ：①ｗｏｒｋｔｈｅｏｒｙｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉ ｎｇ；②ｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｆＤＤＣ；③ｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｏｆＤＤ Ｃ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏ－ｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｉｎｔｅｒｓｔｉｃｅｏｆｒｏｌｌｅ ｒ；ＤＤＣｄｉｒｅｃｔｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒｏｌ轧钢厚度控制中的计算机系统@柳孝仁$ 西安公路交通大学交通信息与控制工程系微型计算机，轧辊缝宽，直接数字控制（ＤＤＣ）阐述了轧钢厚度控制中的微型计算机系统，内容有：①轧钢厚度控制的工作原理；②轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的硬件系统；③轧钢厚度控制ＤＤＣ系统的软件。