熱帶鋼軋機基礎(chǔ)自動化級的設(shè)計

熱帶鋼軋機基礎(chǔ)自動化級的設(shè)計

一、鋼板和鋼板的制備主要熱機線由加熱爐、粗收割機、飛剪、七臺精收割機和兩卷取機組成。整個主軋線長約為500米。另外,還有板坯庫、鋼卷庫存儲物料。主軋線的設(shè)備布置見圖1。主軋線的生產(chǎn)過程是從加熱爐加熱板坯開始的,把180mm左右厚的板坯用推鋼機推進加熱爐,加熱到1250攝氏度左右出爐;經(jīng)高壓水除磷后,進入粗軋機軋制成40～60mm厚的鋼板;在精軋區(qū)經(jīng)過飛剪切頭、高壓水除磷以后,進入精軋機組,軋制成1.5～25mm厚的板材。終軋溫度為850攝氏度左右。在熱輸出輥道上設(shè)有噴水裝置進行層流冷卻,使其溫度降至650攝氏度左右進入卷取機,卷成鋼卷。終軋溫度和卷取溫度偏差小于30攝氏度。板材厚度偏差小于50μm。精軋最高軋制速度為21m/s?；诒豢亓慷?、參數(shù)變化快、實時性要求高、控制功能多、精度要求高,近幾年熱帶鋼軋機采用基于PLC與TDC的多級分布式綜合控制系統(tǒng)。二、rifcontrol簡介熱帶鋼軋機PLC(Programmablelogicalcontroller)和TDC(TechnologyandDriveControl)綜合控制系統(tǒng)分為四級(見圖2):1.基礎(chǔ)自動化級,又稱為直接控制級或設(shè)備控制級,它是整個綜合控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)和根本。2.過程優(yōu)化級,又稱為過程控制級。3.生產(chǎn)過程控制管理級,簡稱生產(chǎn)控制級。4.生產(chǎn)管理級。由于基礎(chǔ)自動化級是整個熱帶鋼軋機的數(shù)據(jù)采集和功能實現(xiàn)的基礎(chǔ),也是PLC和TDC綜合控制的主要組成部分,所以筆者在此只對基礎(chǔ)自動化級作詳細介紹。(一)其他ddc控制器熱帶鋼軋機主軋線基礎(chǔ)自動化級有6個子系統(tǒng)構(gòu)成。1.板坯庫DDC(DirectDigitalControl)系統(tǒng)(0)采用兩臺西門子公司的S7-400可編程序控制器,接收來自過程優(yōu)化級和手動操作的運行命令,對運輸輥道進行順序控制。2.加熱爐DDC系統(tǒng)(1)采用1臺S7-400和1臺S7-300可編程序控制器,共同完成加熱爐順序控制、燃燒控制、裝出料控制、氣化水控制、控制板坯自動定位等。3.粗軋DDC系統(tǒng)(2～8)采用西門子公司新一代高性能TDC(TechnologyandDriveControl)控制器,即工藝和驅(qū)動自動化系統(tǒng),形成分布式結(jié)構(gòu)。所有的TDC都連接到一個成為全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲器(GlobalDataMemory—GDM)的高速數(shù)據(jù)網(wǎng)上。各TDC控制器中的CPU通過該網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)交換。粗軋DDC系統(tǒng)主要完成的控制功能包括:設(shè)定數(shù)據(jù)處理;實際數(shù)據(jù)處理;機架管;軋制策略;材料跟蹤;速度控制;壓下控制;寬度控制;E1及R1間的張力控制;除磷;軋輥平衡控制;模擬控制;換輥;軋線協(xié)調(diào);介質(zhì)系統(tǒng)控制等功能。4.精軋DDC系統(tǒng)(9～19)也是采用新一代高性能TDC控制器,形成分布式結(jié)構(gòu)。精軋DDC系統(tǒng)完成的控制任務(wù)多達17項,包括所有與粗軋區(qū)相同的被控量。另外,還有對活套的控制;層流冷卻水的控制等。5.卷取DDC系統(tǒng)(20～24)也是采用新一代高性能TDC控制器,形成分布式結(jié)構(gòu)。卷取DDC系統(tǒng)完成的控制任務(wù)有:卷取機順序控制;夾送輥縫控制;卷筒擴張控制;卷取機冷卻控制;卸卷小車控制等。精軋和卷取DDC系統(tǒng)(9～24)TDC控制器也都連在一個GDM高速數(shù)據(jù)網(wǎng)上,該系統(tǒng)內(nèi)各控制器的CPU通過該網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)交換。6.運輸鏈DDC系統(tǒng)(25)采用S7-400可編程序控制器,完成稱重和鋼卷運輸鏈的控制任務(wù)。(二)數(shù)字高速監(jiān)控系統(tǒng)1.系統(tǒng)采用了新一代高性能TDC控制器,它是一快速、實時、多CPU系統(tǒng),應(yīng)用于各種開環(huán)、閉環(huán)控制及復(fù)雜的算術(shù)運算任務(wù)。CPU551處理器模塊采用了64位RISCCPU,帶浮點運算單元,掃描周期最小為0.1ms。2.系統(tǒng)采用了高速工業(yè)以太網(wǎng)(100Mbit/s),該網(wǎng)絡(luò)用于與HMI、過程優(yōu)化級、基礎(chǔ)自動化相關(guān)區(qū)域之間的數(shù)據(jù)交換。3.系統(tǒng)采用了高速GDM網(wǎng),該網(wǎng)絡(luò)為星型結(jié)構(gòu),用于基礎(chǔ)自動化本區(qū)域各TDC控制器之間的實時數(shù)據(jù)交換。4.系統(tǒng)采用了大量的遠程I/O,通過Profibus總線與控制器進行數(shù)據(jù)交換。5.系統(tǒng)采用了大量的測量和控制元件。6.系統(tǒng)采用了過程數(shù)據(jù)采集(ProcessDataAcquisition—PDA)系統(tǒng),通過不間斷的運行監(jiān)控,既可以離線分析帶鋼的部分性能指標(biāo),又可以離線分析設(shè)備的運行狀況及進行故障分析。7.系統(tǒng)使用設(shè)計清晰、結(jié)構(gòu)化的圖形用戶接口的編程環(huán)境,系統(tǒng)同時提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)功能塊。三、節(jié)約了大量的電纜和維護成本,提高了維護效率和質(zhì)量本系統(tǒng)采用了大量的遠程I/O,通過Profibus總線與控制器進行數(shù)據(jù)交換,節(jié)省了大