1、熱軋帶鋼計算機控制系統要求和特點
軋鋼自動化,特別是帶鋼熱連軋自動化系統,不同于其他生產過程控制,其基本特點如下:
(1)要求快速控制。由于控制對象是機電、液壓系統,要求快速控制?,F代軋機設備控制及工藝參數控制的周期一般為2~20ms,其中液壓位置控制或液壓恒壓力控制系統的控制周期為2~3ms,機電設備控制或工藝參數(厚度、寬度等)自動控制則亦應小于20ms(溫度控制周期可以適當放慢),這和以熱工參數(溫度、壓力、流量)為主的生產過程相比,控制周期約快20~40倍。
(2)控制功能眾多而且集中。以帶鋼熱連軋精軋機組為例,7個機架上集中了近20個機電設備的位置控制,20多個液壓位置或恒壓力控制,自動厚度控制(前饋、反饋、偏心補償及監控AGC),自動板形控制(前饋及反饋閉環自動板形控制),主速度(級聯)控制,6個活套高度、活套張力控制,精軋機組終軋溫度控制,自動加減及順序控制,總共將近55個回路,因此要求采用多控制器,控制器內采用多處理器結構。
(3)功能間相互影響。由于眾多功能最終的影響都將集中到精軋機軋輥、軋件之間的變形區,因此功能間相互影響顯著。例如:當自動厚度控制系統調整壓下,控制厚度時,必將使軋制力發生變化,從而改變軋輥輥系彎曲變形而影響輥縫形狀,最終影響出口斷面形狀和帶鋼平直度(板形),而當自動板形控制系統調整彎輥控制斷面形狀及平直度時,必將改變輥縫形狀而影響出口厚度。
又如,當終軋溫度控制改變機架間噴水或加速度時,必將使各機架軋制溫度變化,最終又將會影響到出口厚度和板形。因此功能間要相互協調,相互傳遞補償信號。
(4)多個功能需共享輸入和輸出模塊。例如:AGC和APC都是輸出控制信號控制液壓壓下;活套高度和主速度級聯都是控制主電機速度;AGC和ASC都需要軋制力信號等。
前兩個特點要求系統采用處理能力強的快速CPU,并采用多CPU控制器及多控制器系統,而后一特點則要求系統具有CPU與CPU以及控制器與控制器間高速通訊能力。
因此快速處理能力、多個CPU(多個控制器及控制器內多個CPU)以及CPU與CPU、控制器與控制器間的高速通信能力,將是配置軋鋼,特別是帶鋼熱連軋分布式計算機控制系統所必須考慮的特點,由此必將構造出一類快速分布式計算機控制系統。
2、北科麥思科公司自動化系統技術特點
為了滿足高速控制和高速通訊的要求,我們采用了下述技術:
(1)?采用國際上最高端的自動化產品TDC、HPC等,以實現快速控制。
(2)?采用高速網,保證了最快的數據交換時間可小于1ms。以實現快速通訊。
(3)?采用1000Mb/s光纖以太網,用于50ms、100ms、500ms的數據通訊周期。
(4)?采用ProfiNet網作為現場總線連接自動化設備遠程IO站
(5)?采用國際通用的Profibus-DP網作為現場總線連接傳動裝置。
(6)?軋線主控制器采用TDC/HPC,TDC/HPC控制器內采用多CPU控制,各個CPU通過共享內存相互高速交換數據。承擔1ms、2ms、5ms、10ms控制周期的控制功能(包括液壓壓下、液壓活套的液壓控制回路、AGC、AWC、AJC等需要高速通訊、高速控制的控制功能)。
(7)?采用中低端控制器用于完成加熱爐區、熱卷箱/飛剪、精軋換輥、CTC及托盤運輸設備的控制功能。
(8)?系統中設有遠程(通過網絡對各控制器)編程及監視功能。
(9)?采用服務器/客戶端結構的人-機界面系統(HMI),在硬件上將L1及L2的HMI統一(畫面分別設置)。
(10)?系統中設有以下高性能特殊功能:
●? 數據采集、分析及存儲。對網上數據高速采集,提供一批用于數據分析(操作故障分析,模型精度分析)的工具,并可進行歷史數據存儲(班,日,周,月)。由于可更換磁盤,因此可存儲一年甚至多年的數據以供查用。
●??實時調試。為APC、AGC等反饋閉環控制功能提供離線實時調試手段(提供虛擬或數字對象以便實時閉環控制)。這將可大大縮短冷熱負荷試車時間。
(11)?提供的L1、L2系統預留有與L3級以及前后工序的接口。
3、北科麥思科公司自動化系統的優點
自動化系統的優點為:
1.?采用大型工廠自動化系統解決方案中常用的西門子、GE系統,通用性好,維護方便。
2.?采用多CPU結構。
3.?系統中所有硬件(計算機、PC、CPU及I/O模塊等)選自國際知名廠家的產品。
4.?采用超高速全局數據內存網用于TDC控制器之間的高速通訊及TDC控制器與PDA服務器之間的數據通訊。
5.?系統盡可能采用遠程I/O,并且與傳動(電氣及液壓)、各子系統通過通信網絡連接,實現以通信電纜(光纜)代替I/O電纜,大量減少電纜數量及電纜鋪設工作量,使系統更加可靠。
6.?人機界面采用OPS+OPU結構,即操作臺除了必須的緊急按鈕等操作手柄外,主要由OPS(帶CRT顯示的操作員站)和OPU(操作用功能鍵盤)組成。
7.?提供應用軟件自調試軟件,系統中包括離線實時調試功能,以便投產前能對應用軟件(包括APC、AGC等)進行自調試,以縮短冷負荷試車及熱負荷試車時間。
8.?采用具有自主知識產權的國際一流水平的數學模型。
9.?系統設有大容量數據記錄分析站,以有利于模型調試及歷史數據存儲。
10.?系統具有較強的系統診斷能力。
11.?系統提供遠程編程和監視能力,并具有“在線示波器”功能,以便于對控制軟件的調試。?
4、BKMASIC知識產權登記一覽表
BKMASIC知識產權登記一覽表 |
序號 | 軟??件 ?名 ?稱 |
1 | 北科帶鋼熱連軋自動厚度控制功能軟件V1.0 |
2 | 過程數據實時采集系統V1.0 [簡稱:BKPDA] |
3 | 高性能控制器開發與調試集成工具軟件V1.0 ?[簡稱:BKME] |
4 | 帶鋼熱連軋自動板形控制功能軟件V1.0 |
5 | 帶鋼熱連軋物流管理軟件V1.0 [簡稱:MARSTCS-LMS] |
6 | 帶鋼熱連軋層流冷卻溫度控制軟件V1.0 |
7 | 全液壓卷取機自動卷形控制軟件V1.0 [簡稱:MARSTCS-CSC] |
8 | 中厚板模型控制系統?[簡稱:BKMASIC-PMM] V1.0 |
9 | 通用運動控制器圖形開發環境軟件[簡稱:BKCE] V1.0 |
10 | 板坯庫管理系統[簡稱:BKMASIC-SMS] V1.0 |
11 | 智能熱軋軋機支撐輥偏心補償控制軟件[簡稱:BKECC] V1.0 |
12 | 帶鋼熱連軋活套自動控制功能軟件 |
13 | 伺服控制器操作鍵盤開發軟件[簡稱:BKSC-OP01] V1.0 |
14 | 北科粗軋溫度模型控制系統 [簡稱:BKRMTC] V1.0 |
15 | 雙邊剪控制軟件 [簡稱:BKDSCS] V1.0 |
16 | 二級PC平臺開發[簡稱:BKMASIC-L2PCS] V1.0 |
17 | 熱軋帶鋼生產線過程控制計算機系統參數監控軟件 |
18 | 津西軋鋼數字信息化系統V1.0 |
19 | 全液壓卷取機控制系統[簡稱:BKMASIC-AJC] V1.0 |
20 | 雙機架可逆粗軋機組連軋模型設定軟件 |
21 | 托盤運輸線鋼卷跟蹤系統[簡稱:BKMASIC-HPCC] V1.0 |
22 | 汽車風擋玻璃裝配機器人的視覺識別系統 |
23 | 八機架精軋機組控制系統[簡稱:BKMASIC-FSU] V1.0 |
24 | 基于工業網絡的運動控制軟件[簡稱:BKMASIC-GWYK] V1.0 |
25 | 變頻器控制系統的節能優化軟件[簡稱:BKMASIC-BPJN] V1.0 |
26 | 變頻器控制系統的同步控制軟件[簡稱:BKMASIC-BPTK] V1.0 |
27 | 精軋機架間冷卻水的控制研究和應用軟件 |
28 | 高性能可編程通用控制器的開發及應用軟件 |
29 | 帶鋼粗軋板坯物料跟蹤的開發與應用軟件 |
30 | 應用ILQ進行液壓活套控制的開發與應用軟件 |
31 | 利用測寬儀和測速儀進行優化剪切的開發與應用軟件 |
32 | 機器人風擋玻璃涂膠系統軟件[簡稱:BKMASIC-JBTR] V1.0 |
33 | 中空玻璃全自動化涂膠控制系統軟件 |
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