使用CompactRIO系统和LabVIEW软件控制辗环机

　　"我们之所以选择使用NI公司的产品，是由于该公司产品具有通信速度快、可靠性高，可定制的高速线性化处理逻辑单元，实时性操作系统等优点，以及NI工程师完善的技术支持。"

　　– 성 낙문, 칼텍(주)

　　The Challenge:

　　创建一个使用高速率控制的系统来精确地定位辗环机的气压缸。

　　The Solution:

　　在NI 公司CompactRIO硬件平台上，通过使用现场可编程门阵列(FPGA)与传感器的通信，以提高精确度，控制速度和降低成本。

　　Author(s):

　　성 낙문 - 칼텍(주)

　　Nak Moon SUNG - Caltec Inc.

　　对于我们以前的轧制控制系统，我们无法通过可编程逻辑控制器(PLC)来控制气压缸的通信和反应速度，而必须使用一种昂贵的PLC传感器通信模式与位置控制传感器进行通信。因此，我们希望找到一种低成本的通信方式。

　　系统组成

　　计算机和CompactRIO 辗环机的基本通信架构如图1所示。

 

　　图1.系统模块架构

　　硬件组成

　　硬件系统基于CompactRIO硬件平台，该系统由以下部件组成：

　　用于TCP/IP通信协议和比例微积分(PID)控制的NI cRIO-9074实时控制器

　　用于位置传感和简单传感接口通信的NI 9411 和 NI 9401 C系列数字输入模块

　　用于压力传感测量的NI 9219 C系列模拟输入模块

　　用于比例阈控制的NI 9263 C系列模拟输出模块

 

　　图2.CompactRIO系统

　　用户界面

　　主机计算机有一个常见的、易于使用的操作系统，我们采用NI LabVIEW图形开发平台进行更快速的用户界面开发。我们使用TCP/IP通信协议来完成CompactRIO 硬件系统和可编程逻辑控制器间的大量数据的采集和发送，帮助我们迅速确认辗环机的状态和控制信息。

 

　　图3.用户界面

　　FPGA (SSI 通信)程序

　　为了控制辗环机的气压缸，我们使用NI 9401和NI 9411模块进行简单传感器接口通信，NI 9219模块用于模拟输入传感器负荷，NI 9263模块用于模拟输出，并执行相应的PID控制。

 

　　图4.FPGA SSI 程序