一种轧机半实物仿真系统及仿真方法
【专利摘要】本发明公开了一种轧机半实物仿真系统及仿真方法，在仿真计算机内建立了轧机数学模型，科研人员可以在操作台对半实物仿真实验台进行操作，仿真计算机可以通过以太网接收轧机数据，并接收外部控制信号。仿真计算机将输入的信息经过多个数学模型运算后输出仿真结果，在总控计算机上进行监控及记录，轧机厚度控制系统需要的仿真数据由现场信号模拟系统以真实的信号输出，AGC控制系统接收现场信号模拟系统发出的信号并处理，并向仿真计算机发出控制信号，这样构成闭环控制回路，用于轧机AGC控制系统的研发和轧机液压系统的研究。
【专利说明】一种轧机半实物仿真系统及仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明属于系统仿真【技术领域】，具体涉及一种轧机半实物仿真系统，本发明还涉及采用上述系统进行仿真的方法。
【背景技术】
[0002]由于国际经济金融危机和中国国内制造业的产业升级转型，冷轧薄板的需求量大幅紧缩。而且近几年国内多个企业的冷轧机开始投产，导致国内薄板产品的质量和价格的竞争激烈，对此用户对轧机的性能、生产效率和产品质量提出了更高的要求。仿真技术是科学研究和产品研发的重要手段，而对于轧机AGC控制系统的仿真和轧机液压系统的仿真目前完全在计算机上实现，大多数用Matlab等仿真软件建立系统的模型并进行仿真，此类的仿真并没有引入真实的AGC控制器，而是在仿真回路里加入了数字控制器，对现场的信号也没有进行模拟。
[0003]为保证现场生产的产品质量和避免生产事故的发生，研发人员不能直接把未曾试验过的算法加入到控制器中，而AGC控制系统在轧制设备上进行现场试验的成本大、研发周期长、易造成设备及生产事故的特点，这给AGC系统的研发带来了巨大的阻碍。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种轧机半实物仿真系统，解决了真实的AGC控制系统不能接入仿真系统的问题，可以用于AGC控制系统的研究和离线调试。
[0005]本发明的另一目的是提供一种轧机半实物仿真方法。
[0006]本发明所采用的技术方案是，一种轧机半实物仿真系统，包括通过以太网连接的总控计算机、轧机主操台、AGC控制系统、现场信号模拟系统及仿真计算机，现场信号模拟系统包括若干种信号发生器:± IOV发生器、CAN总线信号发生器、SSI接口发生器、脉冲信号发生器、4-20mA信号发生器及± IOmA信号发生器。
[0007]本发明所采用的另一技术方案是，一种轧机半实物仿真方法，具体按照以下步骤实施:
[0008]步骤1:首先在仿真计算机上输入轧机系统参数和传动系统参数，根据输入的参数建立轧机系统模型；
[0009]步骤2:对现场信号模拟系统进行配置，首先依次读取每个信号发生器的设定参数，然后对每个信号发生器参数进行配置，对于± IOV发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、线性变换比例系数、线性变换偏移量；对SSI接口发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、数据长度、数据格式；对CAN总线信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、报文ID、报文速率；对脉冲信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、码盘分辨率、测速辊直径；对于4-20mA信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、线性变换比例系数、线性变换偏移量；
[0010]步骤3 =AGC控制系统控制现场信号模拟系统及仿真计算机进行仿真，仿真计算机根据步骤I得到的模型计算仿真厚度值，通过改变AGC控制系统参数，使得仿真厚度值与设定厚度的误差最小，从而得到AGC控制系统的最佳工作参数。
[0011]本发明的特点还在于，
[0012]其中的步骤I根据输入的参数建立轧机系统模型，具体按照以下步骤实施:
[0013]I)建立闭辊缝状态液压系统模型:
[0014]a.电液伺服阀力矩马达表示方程:
【权利要求】
1.一种轧机半实物仿真系统，其特征在于，包括通过以太网连接的总控计算机(I)、轧机主操台(2)、AGC控制系统(3)、现场信号模拟系统(4)及仿真计算机(5)。
2.根据权利要求1所述的轧机半实物仿真系统，其特征在于，所述的现场信号模拟系统(4)包括以下信号发生器:± IOV发生器、CAN总线信号发生器、SSI接口发生器、脉冲信号发生器、4-20mA信号发生器及± IOmA信号发生器。
3.一种轧机半实物仿真方法，采用轧机半实物仿真系统，其结构为:包括通过以太网连接的总控计算机(I)、轧机主操台(2)、AGC控制系统(3)、现场信号模拟系统(4)及仿真计算机(5)，所述的现场信号模拟系统(4)包括以下信号发生器:±10V发生器、CAN总线信号发生器、SSI接口发生器、脉冲信号发生器、4-20mA信号发生器及±10mA信号发生器；具体按照以下步骤实施: 步骤1:首先在仿真计算机(5)上输入轧机系统参数和传动系统参数，根据输入的参数建立轧机系统模型； 步骤2:对现场信号模拟系统(4)进行配置，首先依次读取每个信号发生器的设定参数，然后对每个信号发生器参数进行配置，对土 IOV发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、线性变换比例系数、线性变换偏移量；对SSI接口发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、数据长度、数据格式；对CAN总线信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、报文ID、报文速率；对脉冲信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、码盘分辨率、测速辊直径；对4-20mA信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、线性变换比例系数、线性变换偏移量； 步骤3:AGC控制系统(3)控制现场信号模拟系统(4)及仿真计算机(5)进行仿真，仿真计算机(5)根据步骤I得到的模型计算仿真厚度值，通过改变AGC控制系统(3)参数，使得仿真厚度值与设定厚度的误差最小，从而得到AGC控制系统(3)的最佳工作参数。
4.根据权利要求3所述的轧机半实物仿真方法，其特征在于，所述的步骤I根据输入的参数建立轧机系统模型，具体按照以下步骤实施: I)建立闭辊缝状态液压系统模型: a.电液伺服阀力矩马达表示方程:
【文档编号】B21B37/00GK103447308SQ201310274909
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】刘丁, 杨喆, 马斌, 郑岗 申请人:西安理工大学