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熱連軋自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成
信息來源： 發(fā)布時(shí)間：2012-01-17 10:52:51 點(diǎn)擊次數(shù)：0
在設(shè)計(jì)萊蕪鋼鐵公司1500熱連軋自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)充分考慮到熱連軋生產(chǎn)工藝特點(diǎn)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件軟件發(fā)展趨勢，做到了先進(jìn)、可靠、簡潔和實(shí)用。該控制系統(tǒng)分成以下三級(jí)：L2級(jí)過程控制級(jí)負(fù)責(zé)全線過程控制、過程日志、過程監(jiān)視、各區(qū)域模型優(yōu)化控制等任務(wù)；L1級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)完成軋線順序控制、邏輯控制和各個(gè)設(shè)備控制；L0級(jí)傳動(dòng)控制級(jí)完成交直流電動(dòng)機(jī)的控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
L2級(jí)過程自動(dòng)化級(jí)由3臺(tái)高性能PC服務(wù)器擔(dān)任過程控制計(jì)算機(jī)，完成模型設(shè)定和計(jì)算以及自學(xué)習(xí)功能。L2的人機(jī)界面（HMI）操作員站與L1級(jí)合在一起。過程控制計(jì)算機(jī)留有與L3級(jí)生產(chǎn)控制級(jí)的接口，同時(shí)在沒有L3級(jí)的情況下L2級(jí)還要完成生產(chǎn)管理級(jí)的部分功能。L1級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由多套西門子TDC多CPU結(jié)構(gòu)高性能控制器和S7-400 PLC控制器組成。控制系統(tǒng)中采用了工業(yè)以太網(wǎng)、DP網(wǎng)和GDM網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)采用交換機(jī)技術(shù)，通訊速率達(dá)到100M，且可以實(shí)現(xiàn)全雙工通訊。由于充分考慮了熱連軋生產(chǎn)中信息流和數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用分段和分層設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的快慢分離、區(qū)域分流，有效減少了數(shù)據(jù)的擁堵。Profibus-DP網(wǎng)是一種應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它使用雙絞屏蔽電纜，通訊速率最高可達(dá)12M，還可通過中繼器大大擴(kuò)展通訊距離和連接的工作站點(diǎn)數(shù)。本系統(tǒng)中大量采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線以連接操作臺(tái)、遠(yuǎn)程I/O、主、輔傳動(dòng)控制器等子系統(tǒng)，大大減少硬線數(shù)量，有效提高了系統(tǒng)的簡潔性。
全局?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)存GDM網(wǎng)是一種超高速通訊網(wǎng)絡(luò)，它主要應(yīng)用于西門子的SIMATIC TDC控制器系統(tǒng)中，具有下述特點(diǎn)：采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通訊速率可達(dá)640Mbps；具有2M字節(jié)共享中央內(nèi)存；分站點(diǎn)與中央站點(diǎn)間通過光纖建立連接，最遠(yuǎn)距離為200米；一個(gè)GDM網(wǎng)絡(luò)最多可以支持44個(gè)站點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)最多達(dá)836個(gè)CPU模板之間的數(shù)據(jù)通訊；具備故障狀態(tài)監(jiān)測功能。可以看出完全能夠滿足熱連軋系統(tǒng)對“高速通訊”的要求。精軋區(qū)和卷取區(qū)域內(nèi)的TDC控制器全部接入超高速光纖內(nèi)存網(wǎng)，用于傳遞對控制任務(wù)實(shí)時(shí)性要求很高的控制數(shù)據(jù)。
另外，軋線上各個(gè)操作室內(nèi)設(shè)置多臺(tái)HMI人機(jī)界面站，用于操作員監(jiān)控生產(chǎn)過程。HMI系統(tǒng)使用WINCC v6.0開發(fā)，采用客戶機(jī)-服務(wù)器模式，通過以太網(wǎng)與L2級(jí)計(jì)算機(jī)和L1級(jí)控制器進(jìn)行通訊。
L2級(jí)過程自動(dòng)化級(jí)由3臺(tái)高性能PC服務(wù)器擔(dān)任過程控制計(jì)算機(jī)，完成模型設(shè)定和計(jì)算以及自學(xué)習(xí)功能。L2的人機(jī)界面（HMI）操作員站與L1級(jí)合在一起。過程控制計(jì)算機(jī)留有與L3級(jí)生產(chǎn)控制級(jí)的接口，同時(shí)在沒有L3級(jí)的情況下L2級(jí)還要完成生產(chǎn)管理級(jí)的部分功能。L1級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由多套西門子TDC多CPU結(jié)構(gòu)高性能控制器和S7-400 PLC控制器組成。控制系統(tǒng)中采用了工業(yè)以太網(wǎng)、DP網(wǎng)和GDM網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)采用交換機(jī)技術(shù)，通訊速率達(dá)到100M，且可以實(shí)現(xiàn)全雙工通訊。由于充分考慮了熱連軋生產(chǎn)中信息流和數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用分段和分層設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的快慢分離、區(qū)域分流，有效減少了數(shù)據(jù)的擁堵。Profibus-DP網(wǎng)是一種應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它使用雙絞屏蔽電纜，通訊速率最高可達(dá)12M，還可通過中繼器大大擴(kuò)展通訊距離和連接的工作站點(diǎn)數(shù)。本系統(tǒng)中大量采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線以連接操作臺(tái)、遠(yuǎn)程I/O、主、輔傳動(dòng)控制器等子系統(tǒng)，大大減少硬線數(shù)量，有效提高了系統(tǒng)的簡潔性。
全局?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)存GDM網(wǎng)是一種超高速通訊網(wǎng)絡(luò)，它主要應(yīng)用于西門子的SIMATIC TDC控制器系統(tǒng)中，具有下述特點(diǎn)：采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通訊速率可達(dá)640Mbps；具有2M字節(jié)共享中央內(nèi)存；分站點(diǎn)與中央站點(diǎn)間通過光纖建立連接，最遠(yuǎn)距離為200米；一個(gè)GDM網(wǎng)絡(luò)最多可以支持44個(gè)站點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)最多達(dá)836個(gè)CPU模板之間的數(shù)據(jù)通訊；具備故障狀態(tài)監(jiān)測功能。可以看出完全能夠滿足熱連軋系統(tǒng)對“高速通訊”的要求。精軋區(qū)和卷取區(qū)域內(nèi)的TDC控制器全部接入超高速光纖內(nèi)存網(wǎng)，用于傳遞對控制任務(wù)實(shí)時(shí)性要求很高的控制數(shù)據(jù)。
另外，軋線上各個(gè)操作室內(nèi)設(shè)置多臺(tái)HMI人機(jī)界面站，用于操作員監(jiān)控生產(chǎn)過程。HMI系統(tǒng)使用WINCC v6.0開發(fā)，采用客戶機(jī)-服務(wù)器模式，通過以太網(wǎng)與L2級(jí)計(jì)算機(jī)和L1級(jí)控制器進(jìn)行通訊。