手 机：18523963297崔工
Q Q：1015646647
地址：重庆市九龙坡区石桥铺华宇名都商务楼19-1
|
SIMATIC TDC 控制系统在中厚板厂轧机中应用
李硕怡 谢辉 苗劲鹏 宝钢集团八钢公司中厚板厂 新疆乌鲁木齐 1 、前言 宝钢集团新疆八一钢铁有限公司中厚板厂于 2008 年建成投产，为了更好的控 制板形，提高钢板质量，四辊轧机压下系统采用电动压下+液压 AGC 系统。轧 线控制系统采用德国 SIEMENS 公的 SIMATIC TDC 控制系统，极大地提高了 轧线控制的快速性与稳定性。 2 、SIMATIC TDC 概述 由于中厚板生产的特殊性，要想获得理想的产品质量，液压 AGC 技术是必不 可少的，而 AGC 要取得理想的效果，首先要求控制系统必须快速、可靠。由此 轧线控制系统采用 SIMATIC TDC （SIMATIC Technology and Drive Control）， 即工艺和驱动自动化系统。它是一种多处理器自动化系统，擅长解决处理复杂的 驱动、控制和通讯任务，是对 SIMATIC S7 理想的扩充。组态和编程使用 SIMATIC 工具进行，是西门子全集成自动化理念中的一部分。TDC 由一个或多 个模板机架组成，多处理器运行方式可以实现性能的几乎无限制扩展。 SIMATIC TDC 采用自由组态、模块化的设计思想，使得系统的结构便于扩 展。系统可以快速实现闭环和开环控制、算术运算以及系统监视和信号通讯等功 能。SIMATIC TDC 拥有一套完整的模块化硬件和软件设计模式，能够保证硬件 满足各种系统的设计要求。SIMATIC TDC 尤其适用与相互关联的高精度控制系 统。 SIMATIC TDC 系统采用 STEP/CFC 组态语言，计算机用户界面十分友好，易 与操作和掌握，适合于从简单到复杂的控制系统的要求。简单任务可以组态在一 个功能包中，较复杂的任务则可由几个功能包共同完成。对于复杂的功能，可由 几个处理器组合在一个 SIMATIC TDC 控制单元中来完成；更高级的系统则由几个 SIMATIC TDC 控制单元组合在一起，通过通讯连接交换数据来达到设计要求。 TDC 系统特点如下： （1）模块化的系统结构，硬件可扩展。 （2）采样时间间隔短，可达 100µs，特别适用需快速响应的动态控制任务。 （3）中央处理器采用 64 位结构，具有最大性能。 （4）同步多处理器运行，每个机架最多可有 20 个 CPU。 （5）可最多同步耦合 44 个机架，可以同时 836 个 CPU 同步运行。 （6）使用 STEP7 组态工具进行图形化组态：连续功能图（CFC）和顺序功能图（SFC）。
（7）标准的一致性使用，例如 PROFIBUS DP、工业以太网和
SIMATIC WinCC，使得 SIMATIC TDC 的使用非常方便。 3、基础自动化级 基础自动化级采用 Siemens TDC 和 S7-400 加 ET200 远程站组成，用于 逻辑控制，数据处理和闭环控制，带有存贮器的处理板，供电单元和通信单元。 控制器通过以太网卡连接至工业以太网，分别与 L1，L2 和 WINCC 服务器 交换数据；通过 TDC 机架上的 PROFIBUS-DP 接口，分别下挂 PROFIBUS 现场总线连接 ET200 远程站、编码器和传动装置。 3.2.1 SIMATIC TDC 机架 它以一个 21 槽机架作为框架，用于扩展模板，并可通过 64 位背板总线连接。 次此项目包括五个 CPU 模块 CPU551，CPU551 适用于具有较高运算要求的开 环和闭环控制任务。它采用 64 位 RISC 技术设计，拥有一个 32 MB 的用户储器 和插入式储器模块。第一个 CPU 负责处理实际值、处理设定值、模拟量逻辑、 人工干预；第二个 CPU 负责物料跟踪；第三个 CPU 负责轧线协调、、换辊、 工作辊冷却等；第四个 CPU 负责主传动与辅传动速度控制；第五个 CPU 负责 EGC、HGC、AGC、弯辊的控制。SM500 I/O 模板提供有丰富的选项，用于连 接分布式 I/O，有 AI、AO、DI、DO 及脉冲输入等接口，主要用于采集电动压下 移传感器，AGC 位移传感器，AGC 压力传感器，四辊主传动控制系统电压、电 流、转速、力矩等信息；控制执行机构（压下电机、伺服阀）。通讯模板 CP50M0 可提供高性能的通讯，通过 PROFIBUS DP 将 SIMATIC TDC 与 ET200 站、S7－400 站相连接。通讯模板 CP51M1 亦可提供高性能的通讯，通过以太网将SIMATIC TDC 与 L2、WinCC 服务器相连接。 3.2.2 WinCC 监控站 共有四台 WinCC 监控站（HMI），一台 WinCC 服务器，一台 WinCC 工程 师站。WinCC 服务器采惠普塔式服务器，可靠性高。HMI 运行的监控软件为 SIEMENS 公司的 WINCC。 WinCC 服务器通过以太网卡与板轧机控制. SIMATIC TDC 进行通讯。 3.2.3 ET200 站、S7-400 SIMATIC TDC 通过 DP 网与 10 个 ET200 站和一个 S7-400 站通讯。其中 S7-400 站做为 TDC 的从站，负责控制轧线介质系统，S7-400 站通过 10 个 ET200 远程站收集液压站与润换站的信号，同时完成对液压站与润换站的启停控制及信 号监测；TDC 所直接连接的 ET200 负责收集轧机现场检测元件的信号（压力、 温度、流量、热金属检测器等）。 3.2.5 执行机构
压下控制系统的执行机构由电动压下和液压压下两部分组成。电动压下的 执行机构是压下电机，由 SIMATIC TDC 系统计算出压下速度设定值并通过 DP 网传给压下传动装置，控制压下电机驱动电动压下螺丝上下移动；液压压下的执 行机构是伺服阀，其控制信号也由 SIMATIC TDC 系统通过电流信号给出，控制 伺服阀的开口方向和开口度，驱动油缸上下移动。
4 运行效果 八钢中厚板厂四辊轧机采用 TDC 控制系统以来，运行非常可靠，没有出现过 大的系统故障，并且具有定位精度高（定位误差≤±0.01mm）、操作灵活、容易 维护、稳定性好等特点。 (责任编辑：妙工科技) |
