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熱連軋自動化控制系統(tǒng)構成
信息來源： 發(fā)布時間：2012-01-17 10:52:51 點擊次數(shù)：0
在設計萊蕪鋼鐵公司1500熱連軋自動化控制系統(tǒng)時充分考慮到熱連軋生產(chǎn)工藝特點以及計算機控制系統(tǒng)硬件軟件發(fā)展趨勢，做到了先進、可靠、簡潔和實用。該控制系統(tǒng)分成以下三級：L2級過程控制級負責全線過程控制、過程日志、過程監(jiān)視、各區(qū)域模型優(yōu)化控制等任務；L1級基礎自動化級完成軋線順序控制、邏輯控制和各個設備控制；L0級傳動控制級完成交直流電動機的控制。系統(tǒng)結構如圖2所示。
L2級過程自動化級由3臺高性能PC服務器擔任過程控制計算機，完成模型設定和計算以及自學習功能。L2的人機界面（HMI）操作員站與L1級合在一起。過程控制計算機留有與L3級生產(chǎn)控制級的接口，同時在沒有L3級的情況下L2級還要完成生產(chǎn)管理級的部分功能。L1級計算機控制系統(tǒng)由多套西門子TDC多CPU結構高性能控制器和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)絡通訊系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)采用交換機技術，通訊速率達到100M，且可以實現(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，以太網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結構采用分段和分層設計，以實現(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)是一種應用最為廣泛的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡系統(tǒng)，它使用雙絞屏蔽電纜，通訊速率最高可達12M，還可通過中繼器大大擴展通訊距離和連接的工作站點數(shù)。本系統(tǒng)中大量采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線以連接操作臺、遠程I/O、主、輔傳動控制器等子系統(tǒng)，大大減少硬線數(shù)量，有效提高了系統(tǒng)的簡潔性。
全局數(shù)據(jù)內(nèi)存GDM網(wǎng)是一種超高速通訊網(wǎng)絡，它主要應用于西門子的SIMATIC TDC控制器系統(tǒng)中，具有下述特點：采用星型拓撲結構；通訊速率可達640Mbps；具有2M字節(jié)共享中央內(nèi)存；分站點與中央站點間通過光纖建立連接，最遠距離為200米；一個GDM網(wǎng)絡最多可以支持44個站點，可以實現(xiàn)最多達836個CPU模板之間的數(shù)據(jù)通訊；具備故障狀態(tài)監(jiān)測功能?？梢钥闯鐾耆軌驖M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實時性要求很高的控制數(shù)據(jù)。
另外，軋線上各個操作室內(nèi)設置多臺HMI人機界面站，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-服務器模式，通過以太網(wǎng)與L2級計算機和L1級控制器進行通訊。
L2級過程自動化級由3臺高性能PC服務器擔任過程控制計算機，完成模型設定和計算以及自學習功能。L2的人機界面（HMI）操作員站與L1級合在一起。過程控制計算機留有與L3級生產(chǎn)控制級的接口，同時在沒有L3級的情況下L2級還要完成生產(chǎn)管理級的部分功能。L1級計算機控制系統(tǒng)由多套西門子TDC多CPU結構高性能控制器和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)絡通訊系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)采用交換機技術，通訊速率達到100M，且可以實現(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，以太網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲結構采用分段和分層設計，以實現(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)是一種應用最為廣泛的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡系統(tǒng)，它使用雙絞屏蔽電纜，通訊速率最高可達12M，還可通過中繼器大大擴展通訊距離和連接的工作站點數(shù)。本系統(tǒng)中大量采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線以連接操作臺、遠程I/O、主、輔傳動控制器等子系統(tǒng)，大大減少硬線數(shù)量，有效提高了系統(tǒng)的簡潔性。
全局數(shù)據(jù)內(nèi)存GDM網(wǎng)是一種超高速通訊網(wǎng)絡，它主要應用于西門子的SIMATIC TDC控制器系統(tǒng)中，具有下述特點：采用星型拓撲結構；通訊速率可達640Mbps；具有2M字節(jié)共享中央內(nèi)存；分站點與中央站點間通過光纖建立連接，最遠距離為200米；一個GDM網(wǎng)絡最多可以支持44個站點，可以實現(xiàn)最多達836個CPU模板之間的數(shù)據(jù)通訊；具備故障狀態(tài)監(jiān)測功能?？梢钥闯鐾耆軌驖M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實時性要求很高的控制數(shù)據(jù)。
另外，軋線上各個操作室內(nèi)設置多臺HMI人機界面站，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-服務器模式，通過以太網(wǎng)與L2級計算機和L1級控制器進行通訊。