熱帶鋼軋機(jī)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的設(shè)計(jì)

熱帶鋼軋機(jī)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的設(shè)計(jì)

一、鋼板和鋼板的制備主要熱機(jī)線由加熱爐、粗收割機(jī)、飛剪、七臺(tái)精收割機(jī)和兩卷取機(jī)組成。整個(gè)主軋線長(zhǎng)約為500米。另外,還有板坯庫(kù)、鋼卷庫(kù)存儲(chǔ)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(jī)推進(jìn)加熱爐,加熱到1250攝氏度左右出爐;經(jīng)高壓水除磷后,進(jìn)入粗軋機(jī)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(jìn)入精軋機(jī)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(jìn)行層流冷卻,使其溫度降至650攝氏度左右進(jìn)入卷取機(jī),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(shí)時(shí)性要求高、控制功能多、精度要求高,近幾年熱帶鋼軋機(jī)采用基于PLC與TDC的多級(jí)分布式綜合控制系統(tǒng)。二、rifcontrol簡(jiǎn)介熱帶鋼軋機(jī)PLC(Programmablelogicalcontroller)和TDC(TechnologyandDriveControl)綜合控制系統(tǒng)分為四級(jí)(見圖2):1.基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí),又稱為直接控制級(jí)或設(shè)備控制級(jí),它是整個(gè)綜合控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)和根本。2.過程優(yōu)化級(jí),又稱為過程控制級(jí)。3.生產(chǎn)過程控制管理級(jí),簡(jiǎn)稱生產(chǎn)控制級(jí)。4.生產(chǎn)管理級(jí)。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)是整個(gè)熱帶鋼軋機(jī)的數(shù)據(jù)采集和功能實(shí)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(duì)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)作詳細(xì)介紹。(一)其他ddc控制器熱帶鋼軋機(jī)主軋線基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)有6個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。1.板坯庫(kù)DDC(DirectDigitalControl)系統(tǒng)(0)采用兩臺(tái)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(jí)和手動(dòng)操作的運(yùn)行命令,對(duì)運(yùn)輸輥道進(jìn)行順序控制。2.加熱爐DDC系統(tǒng)(1)采用1臺(tái)S7-400和1臺(tái)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(dòng)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(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng),形成分布式結(jié)構(gòu)。所有的TDC都連接到一個(gè)成為全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)際數(shù)據(jù)處理;機(jī)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(dá)17項(xiàng),包括所有與粗軋區(qū)相同的被控量。另外,還有對(duì)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(jī)順序控制;夾送輥縫控制;卷筒擴(kuò)張控制;卷取機(jī)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(gè)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(yùn)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(yùn)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(shí)時(shí)、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(yùn)算任務(wù)。CPU551處理器模塊采用了64位RISCCPU,帶浮點(diǎn)運(yùn)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(jí)、基礎(chǔ)自動(dòng)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(dòng)化本區(qū)域各TDC控制器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。4.系統(tǒng)采用了大量的遠(yuǎn)程I/O,通過Profibus總線與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。5.系統(tǒng)采用了大量的測(cè)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(yùn)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(yùn)行狀況及進(jìn)行故障分析。7.系統(tǒng)使用設(shè)計(jì)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(shí)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(hù)成本,提高了維護(hù)效率和質(zhì)量本系統(tǒng)采用了大量的遠(yuǎn)程I/O,通過Profibus總線與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,節(jié)省了大