作业辊卡板是轧机作业辊的一个要害定位设备，安钢1780MM精轧机组由7架精轧机组成，每架轧机的作业辊都有8个卡板进行固定，在换辊时这些卡板能够翻开，卡板驱动由卡板液压缸来完结。现在，卡板的开闭状况都是经过磁感应开关来检测，因为轧机上水汽大并存在强磁场搅扰，磁感应开关在作业中会常常丢掉信号，引起泊车事端，然后严重影响出产节奏。为此，需求开发一套运用PIC24单片机，合作涡街流量计经过检测液压回路内流体累积流量的办法完结液压缸行程检测的体系。
1 液压缸行程检测体系简介
图1是液压缸行程检测体系的检测原理示意图。从涡街流量计变送器得到的信号是由线圈或霍尔元件在旋转中发生的具有正负半周的弱小电脉冲信号，其幅值十分小，一般在毫安级。体系中的整形单元将该弱小信号转变成同频率，单片机能够辨认的正脉冲信号。
1.1 瞬时流量
瞬时流量正比于流量及输出的脉冲频率，如式(1)所示，式中，Ft为体积流量，单位为m3/h;k为流量计外表系数，单位为1/m3;f为流量计输出频率，单位为Hz。
当频率f在0和f1之间时，外表系数k按k1核算。当频率f大于f8时，外表系数k就依照k8核算。当频率在f1与f2之间时，外表系数k=(f-f1)/(f2-f1)·(k2-k1)，顺次类推。
1.2 频率丈量办法
一般频率丈量办法有两种：测周法和测频法。测频法就是在必定的时刻距离内，对输入的周期信号脉冲计数，如图2所示，依照一般测频法的原理，会有差错△n=±1。形成计数差错的原因如下：
1)守时器发动后，没有遇上待测脉冲的下降沿，而要等t1时刻后才开端计数;
2)守时器时问到，不在待测脉冲的结尾，而提早了t2时刻。
为了消除△n=±1差错，体系中选用了新的测频办法，选用式(3)进行。
f=n/t’ (3)
体系中，运用单片机的软件可控性，使消除计数差错△n变得简略，计数时运用单片机的两个守时器，一个守时，一个计数。计数器由外部信号操控发动，且与待测脉冲信号同步，这样就消除了一般测频法中t1的影响。在新测频法中，当守时时刻t到了今后，CPU采样到最终一个脉冲后，此刻计数值为n，n个脉冲的时刻为t’，这样就消除了一般测频法中t2的影响。这种丈量办法的差错≤1%。对守时时刻t的选取小于1 s，这样就确保对频率信号的呼应时刻小于1 s。
2 PIC24单片机高速脉冲捕捉功用完结
本体系中选用PIC24系列单片机是Microchip新的产品系列，该芯片是一款高性能16位RISC单片机，其选用先进的哈弗构架，作业时钟在32 MHz频率下，指令速度高达16MIP S。
在规划中，运用PIC单片机的16位捕捉输入通道，高速捕捉涡街流量计宣布的脉冲信号，选用上文论述的脉冲丈量办法，经过编程完结液压缸行程丈量。图3为PIC24单片机输入捕获的功用框图。
在本体系的操控程序中，首要设置ICxCON操控器中捕获预分频，以及边缘检测逻辑(上升沿检测)。当在捕获通道ICx有输入信号契合边缘检测条件时，这时将把捕获信号的数值存入FIFO读/写缓存区。假如运用程序需求读取捕获的数值，能够依据捕获中止ICxIF标志判别捕获事情，从16位守时器TMRy、TMRx中读取捕获通道信号的数值就能够核算捕获通道信号的巨细，信号的宽度信息。
C言语程序中，设置为输入捕获形式1，每捕获4个上升沿，进行一次中止，设置守时器2为基准时刻，为了防止异常中止，屏蔽了IC1CON功用。完结代码如下：
IPC0bits.IC1IP=1; //设置输入捕获寄存器为榜首级优先级
IFS0bits.IC1IF=0; //铲除IC1中止状况标志
IC1 CON=0X0000; //封闭输入捕获形式1
IC1 CON=0X00A4; //翻开输入捕获形式1
3 硬件规划与功用完结
体系硬件规划选用PIC24FJ128GA单片机芯片，合作相应检测电路完结，液晶显现单元由驱动器HD44100和8位LCD构成。
1)单片机的T0CK1是其计数器0的输入端口，这儿用来作为扩大整形脉冲信号的输入检测端。
2)单片机的0SC1脚相连的是RC震动器的外界电阻和%&&&&&%。
3)单片机的RB2、RB4、RB6作为按键的IO输进口。
4)液晶驱动模块运用HD44100，其选用静态驱动办法。
5)每0.5 s核算一次瞬时流量(0.5 s内的平均值)，每5 s将累积流量值保存入E2PROM一次。
4 软件规划与功用完结
软件首要包含主程序，信号收集、丈量、滤波程序、显现程序和读写E2PROM程序等其它子程序。
4.1 主程序
主程序完结实时性要求不高的功用，完结体系上电初始化，完结键盘处理，动态核算，改写显现等功用。其间，数据处理模块首要是完结信号频率与设定频率的比较、外表系数k值的确认，瞬时流量的核算、累计流量的核算等功用。
4.2 中止服务程序
中止服务程序由相应的中止源提出申请，MCU实时呼应。服务程序调用后，首要判别当时中止类型，然后进行相应的处理。图4为体系软件规划流程图。
5 运用作用
为了处理1780热轧机组作业辊卡板缸信号频闪的问题，在每个卡板缸的进油端装置一台流量计，流量计的脉冲信号进入上文的检测体系，对卡板缸的状况进行在线检测。
每个液压缸对应开闭流量值能够在初次运用时经过按键进行设定，并在体系中设置了最小流量，然后防止小信号的搅扰。经长时刻试用，卡板缸的状况信号稳定性得到很大改进，减少了保护人员替换机上挨近开关的作业量，确保了正常的轧制节奏。
6 结束语
本文介绍了一种新式的轧机液压缸行程检测技能，并以一款产品为例，详细论述了其检测原理、软硬件规划方案，最终以一个详细的运用为目标，剖析了该体系在实践工业现场的运用作用。
