為軋出給定厚度的軋件，首先，必須在軋件進(jìn)入輥縫之前正確設(shè)定空載輥縫；其次，在軋制的過程中，為使軋出的軋件厚度均勻一致，還必須隨著軋制條件的變化及時(shí)調(diào)整輥縫。這些都是通過正確地設(shè)定和控制液壓缸位移（位置）來實(shí)現(xiàn)的。液壓缸位置閉環(huán)的作用就是準(zhǔn)確地控制液壓缸位移，達(dá)到設(shè)定和控制輥縫的目的，它是整個(gè)厚度控制的基礎(chǔ)。液壓缸位置閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為APC系統(tǒng)。

　　壓下位置閉環(huán)僅可實(shí)現(xiàn)空載輥縫的設(shè)定，由于軋制壓力的波動(dòng)將造成軋制厚度的波動(dòng)，故需通過測量軋制力波動(dòng)P，計(jì)算出由此造成的厚差h，然后根據(jù)一定的控制方案調(diào)整壓下裝置，以消除軋制壓力波動(dòng)造成的厚度差，實(shí)現(xiàn)軋制力補(bǔ)償控制。

　　通常采用軋制壓力補(bǔ)償環(huán)來實(shí)時(shí)消除軋制力變化的影響，壓下調(diào)節(jié)量為：xp=PM（2）式中：xp為壓下位移調(diào)節(jié)量。

　　根據(jù)補(bǔ)償系數(shù)的取值不同，可實(shí)現(xiàn)從等厚軋制到等壓軋制范圍內(nèi)不同的控制方案，有效改變軋機(jī)的等效縱向剛度。對(duì)軋制工藝而言，為縮小帶材厚度差，通常取=0708，實(shí)現(xiàn)硬特性軋制。對(duì)平整工藝而言，為獲得較好的板形和改善帶材沖壓性能，通�？扇。�-2-）實(shí)現(xiàn)軟特性軋制。

　　液壓缸位置閉環(huán)控制不能消除位移傳感器和壓力傳感器本身的誤差及其他一些干擾對(duì)軋件出口厚度的影響。為消除這些干擾因素的影響，在軋機(jī)的出口用測厚儀測出厚度偏差，然后反饋調(diào)整壓下裝置，改變空載輥縫，消除厚度偏差。這種控制方式稱為測厚儀監(jiān)控。所示為厚度控制原理圖。

　　數(shù)字PID控制器的設(shè)計(jì)比例積分微分是當(dāng)前工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的算法。理論上PID控制器的控制輸出量u（t）為：u（t）=Kc（e+1Tiedt+Tddedt）式中：Kc為控制增益；e為過程變量與設(shè)定值偏差；Ti為積分時(shí)間常數(shù)；Td為微分時(shí)間常數(shù)。

　　基于虛擬儀器的計(jì)算機(jī)控制是一種采樣控制，因此描述連續(xù)系統(tǒng)的微分方程，應(yīng)由離散系統(tǒng)的差分方程來代替。用差分方程對(duì)式進(jìn)行處理，此時(shí)積分項(xiàng)和微分項(xiàng)可用求和及增量式表示，可得到離散PID表達(dá)式：P（n）=Kpe（n）+Tinj=0e（i）+TDTumax，那么實(shí)際輸出量只能取上限值umax（所示曲線b），而不是計(jì)算值（所示曲線a）。

　　此時(shí)，由于輸出量受到限制，誤差e將比正常情況更長時(shí)間保持在正值，將式（4）的積分項(xiàng)有較大累計(jì)值。

　　當(dāng)e出現(xiàn)負(fù)值后，由于積分項(xiàng)累計(jì)值很大，還要經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)間后，u才能脫離飽和區(qū)，這樣造成系統(tǒng)的明顯超調(diào)。而且輸出量限制的范圍越小，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。

　　基于LabVIEW環(huán)境的實(shí)時(shí)控制程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)虛擬儀器LabVIEW是一種基于流程圖的圖形化編程方式，由于其強(qiáng)大的硬件驅(qū)動(dòng)、圖形顯示能力和便捷的快速程序設(shè)計(jì)，使其能夠?yàn)檫^程控制和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用提供很好的解決方案。

　　在LabVIEW系統(tǒng)中，用戶可以調(diào)用LabVIEW附加PID工具箱，后者提供了部分PID控制VI.用戶可以直接調(diào)用里邊的VI，并進(jìn)行簡單的設(shè)置，就可以完成PID控制。用戶還可以根據(jù)需要在LabVIEW環(huán)境中自行設(shè)計(jì)適合自己工程需要的PID控制子VI。

　　LabVIEW支持多線程技術(shù)，可以將數(shù)據(jù)采集任務(wù)運(yùn)行在單一線程，同時(shí)其他線程可用于其他任務(wù)的控制，避免了程序中某些操作對(duì)更重要的操作發(fā)生影響。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分直接調(diào)用了研華板卡（PCI1711完成壓力信號(hào)的采集和數(shù)字量輸入，PCL726完成閉環(huán)模擬信號(hào)的輸出）基于LabVIEW的驅(qū)動(dòng)程序，提高了編程效率和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性。利用LabVIEW的queue技術(shù)可將數(shù)據(jù)采集線程中的數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)存盤線程保存，數(shù)據(jù)的存盤和提取可通過調(diào)用LabSQL工具包來完成。同時(shí)為提高采集控制程序的執(zhí)行效率，有效完成控制任務(wù)，可將采集控制優(yōu)先級(jí)置為最高，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。

　　系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在300可逆冷帶軋機(jī)上完成，系統(tǒng)控制周期10ms.所示為300可逆冷帶軋機(jī)。為位置閉環(huán)階躍響應(yīng)實(shí)測曲線。從實(shí)測曲線可以看出，系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性可達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

　　結(jié)論本文介紹了液壓AGC控制原理及PID控制器的設(shè)計(jì)，并將虛擬儀器LabVIEW技術(shù)應(yīng)用于燕山大學(xué)四位置閉環(huán)階躍響應(yīng)曲線輥可逆軋機(jī)。利用虛擬儀器LabVIEW支持的多線程技術(shù)，將數(shù)據(jù)采集與控制置于同一進(jìn)程，并置為最高優(yōu)先級(jí)，有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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