[发明专利]利用反馈网络提高冷轧机厚度控制性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用反馈网络提高冷轧机厚度控制性能的方法，属于冷轧机控制技术领域。

背景技术

在冶金行业，金属压力加工装备冷轧机由多种设备组成，工艺流程也比较复杂，计算机控制水平较高，自动化控制系统在其中占据着重要的作用。冷轧机的自动化控制系统，可分为基础自动化系统和过程自动化系统。对于基础自动化系统来说，厚度控制系统是其中关键的组成部分，是保障轧制带材出口厚度精度的关键手段。冷轧机厚度控制系统是通过测厚仪对轧制带材出口厚度进行测量，并根据实测值与给定值进行比较，得到偏差信号，借助于控制回路中控制器的控制程序，计算出最终控制量，发送到液压压下装置中，通过伺服阀改变冷轧机液压压下油缸位置，从而将带材出口厚度控制在允许偏差范围。

一个典型的冷轧机厚度控制系统如图2所示，在目前的冷轧机厚度控制系统中，测厚仪与控制回路中控制器的反馈连接，都是采用单独模拟量的连接方式，使用模拟电压或电流进行测量。这种单独模拟量连接反馈控制回路的方式，由于模拟电压或电流受周围环境的影响较大，周围环境的电磁场变化容易引起模拟电压或电流变化，抗干扰能力较弱，发生故障的可能性较高。当模拟通道发生故障时，常常引起控制回路出错或失效，使得控制系统性能下降甚至停止运行。

计算机网络使用通信线路将分布在不同位置的计算机连接在一起，按照网络进行通信，实现数据传输和资源共享等功能。计算机网络根据网络协议的不同，可分成不同类型网络体系结构。国际标准化组织ISO提出的OSI/RM参考模型，即开放系统互联基本参考模型，已成为国际标准，其体系结构如图3所示，由七层标准结构组成，分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。目前，最常见的网络体系结构为TCP/IP体系结构模型，如图4所示，由四层标准结构组成，可分为：网络接口层、网络层、传输层和应用层。以太网协议是由IEEE802.3标准定义的局域网通信协议，它定义了OSI/RM参考模型中的物理层和数据链路层，在共享介质上采用载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)协议实现数据传输。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种利用反馈网络提高冷轧机厚度控制性能的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

利用反馈网络提高冷轧机厚度控制性能的方法，以出口测厚仪、以太网、控制器和液压压下装置为厚度控制设备，其特征在于：包括以下步骤

1)出口测厚仪增设以太网通信接口，测厚仪测量带材出口厚度，同时通过模拟通道和数字通信网络传送厚度数据，模拟通道采用模拟电缆连接方式，数字通信网络采用以太网通信方式传输；

2)控制器接收两种传输方式的数据，通过以太网通信接口从网络上接收测厚仪发送的数据，使用模拟量/数字量转换模块接收从模拟通道发送的数据；

3)在控制器接收数据过程中，如果模拟通道发生故障，不能正常接收数据，则直接使用网络接口的数据作为反馈值进行计算；如果模拟通道和反馈网络全部正常收到数据，使用模拟通道数据；如果数字通信网络发生故障，不能正常接收数据，使用模拟通道数据；

4)控制器根据反馈值进行计算，输出控制量给液压压下装置的伺服阀进行控制，驱动液压压下油缸，完成一次控制回路的计算过程；

5)出口测厚仪依次发送带材出口厚度值，控制器依次接收出口测厚仪发送的数据进行计算，如此循环，完成冷轧机的厚度控制过程。

进一步地，上述的利用反馈网络提高冷轧机厚度控制性能的方法，包括以下详细步骤——

1)出口测厚仪和控制器分别进行初始化工作，定义网络通信所需要的IP地址、套接字等数据；

2)出口测厚仪测量冷轧机出口厚度值，通过模拟通道方式传输数据，同时使用UDP协议的网络发送函数，将测量厚度值转换成数据包，发送到以太网上；

3)控制器通过模拟量/数字量转换模块接收模拟通道的数据，同时采用UDP协议的网络接收函数，从以太网上接收数据包，并取出数据包中来源IP地址，比较接收数据包中的来源IP地址与出口测厚仪的IP地址，如果两者地址相同，则使用数据包中的厚度值，如果两者地址不同，则抛弃此数据包；

4)比较控制器从两种通道接收的数据，如果控制器从模拟通道接收数据为空，说明此时模拟通道发生故障，使用以太网接口接收的数据；如果控制器从以太网接收数据为空，说明此时以太网通道发生故障，使用模拟通道接收的数据；如果两种通道接收的数据都为空，说明全部发生故障，此时提示报警信息，转人工处理；