轧制过程计算机控制系统课件.ppt

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1、计算机控制系统9/1/20211过程计算机控制系统的组成1.1过程计算机控制系统的发展概述1.2第一章绪论轧制过程计算机控制概述1.3过程计算机控制系统的基本类型1.49/1/202121.4计算机控制系统的主要类型数据收集系统（DateAcquiredSystem-DAS）操作指导控制系统(DirectDigitalControl－DDC系统）直接数字控制(DirectDigitalControl－DDC系统）集中型计算机控制系统(ConcentricControlsystem-CCS)分布式控制系统（DistributedControlSystem－DC

2、S系统现场总线控制系统（FieldbusControlSystem－FCS系统）控制是作为一个系统与生产过程结合在一起的。根据应用特点、控制目的、控制方法和系统的构成，过程计算机控制系统大体上可分成以下几种基本类型：9/1/202131数据收集系统（DateAcquiredSystem-DAS）轧制过程中的各种过程变量，计算机可以通过检测仪器检测到，转换成数字量送入计算机内存,这种检测叫做计算机采样。计算机还可以再将这些数据经过适当的计算，量纲换算将它换成所需要的数值，或者进行其他的数学分析或数据加工。在这类系统中，计算机只对工业过程的各种参数进行巡回检测

3、、报警、结果处理，并在给定的时间间隔时，通过显示、打印等方式向操作人员提供各种数据，即不参加对过程的控制。这种巡回检测数据收集系统，现已成为各种计算机控制系统的重要组成部分，它的连接形式如下图所示。9/1/20214工业对象数据收集装置计算机数据收集系统参数：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、电磁阀的打开与关闭；电机的启动与停止；计数器的预定数值计满；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

4、制伺服阀、比例阀的输出信号。9/1/20215实例：冷轧带钢平整机的计算机数据收集系统压力传感器光电编码器光电编码器控制目的：给予带钢小压下量改善板型平直度，使之达到国家标准；被控量：平整延伸率、轧辊辊缝巡回检测数据：轧制力、轧制速度、辊缝。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，分析和研究轧制过程，建立和改善数学模型。模拟量输入通道脉冲输入计数器板9/1/202162．操作指导控制系统P17优点：结构简单，控制灵活和安全。缺点：要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。操作指导系统直接从现场输入实洲参数，由计算机进行分析和计算并给出操

5、作指导，故称其为“在线”操作指导系统。9/1/20217计算机：利用所检测的数据，根据一定的控制和管理方法进行计算，给出相应的操作指导信息，通过CRT或打印机输出给操作人员。在线操作指导控制系统离线操作指导控制系统9/1/20218实例：二辊可逆式冷轧机操作指导系统轧制数据表道次厚度轧制力辊缝实测厚度实测压力实测辊缝反算压力自适应参数02.7282.728 1.15012.30074.422.1902.31580.762.19273.101.21521.90077.831.7801.92581.221.78275.901.25931.60071.181.49

6、91.59077.091.49772.041.302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1.08应力状态系数QP用布兰德-福德公式的希尔简化式计算。控制目标：厚度精度被控量：辊缝巡检参数：轧制力、辊缝、应用特点：数据收集、记录；在线操作指导，建立自适应模型。9/1/202193直接数字控制(DirectDigitalControl－DDC）本质——用一台计算机取代一组模拟调节器，构成闭环控制回路。优点——计算灵活，精度高，可以处理多个控制回路。不仅能实现常规的PID控制规律，也能实现PID以

7、外的多种复杂控制。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过程实时控制的需求。AI、DIAO、DO控制站…………9/1/202110★要求：实时性好、可靠性高和适应性强★一台计算机通常要控制几个或几十个回路输入通道(AI.DI）输出通道(AO.DO)打印机报警操作台CRT计算机生产过程9/1/2021113.直接数字控制系统DirectDigitalControlSystem，DDC被测变量操作变量……控制规律：基于经典控制理论和现代控制理论的程序算法。DDC特点：信号转换控制功能强大控制方法灵活要求实时性好、可靠性高、适应性强。9/1

8、/202112实例：制药厂的DDC控制土霉素生产车间