文档介绍：轧机控制系统TDC在沙钢宽厚板的应用
钢板总厂宽厚板二车间王朱涛
在热轧生产线上,轧机是一道重要的生产工序,本文是根据沙钢宽厚板二车间的轧机电气控制系统实例来对TDC的应用实施进行阐述。
由加热炉加热到目标温度的出炉板坯首先经过高压水除鳞箱清除氧化铁皮,然后进入轧机机架区域。轧机的主要作用是通过对加热到目标温度的板坯进行多道次的轧制,将板坯轧到合同要求的厚度。
下面具体谈一下轧机控制系统的硬件配置和功能。
沙钢宽厚板二车间使用了Siemens 的SIMATIC TDC 作为控制系统的硬件设备。TDC 控制系统是多CPU 系统,计算能力强、运算速度快,能够实现高速、复杂的控制任务,系统的实时性好,能够实现开环和闭环的过程控制和计算。可以解决非常复杂的调节和各种通信任务。
SIMATIC TDC 具有以下突出的特性:
1、模块化的系统结构,硬件可扩展;
2、采样时间间隔短,可达100ms,特别适用动态控制任务;
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;
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);
下图为Simatic TDC 框架的示意。
图1:Simatic TDC 框架示意图
机架使用SIMATIC TDC 电磁屏蔽19"机架UR5213,该机架允许硬件扩展,具有较高的性能裕量。它适用于墙壁安装和箱柜安装,配装有一个具有冷却和内部监控功能的集成电源。总共有21个槽位用于扩展模板,并可通过64位背板总线连接。对于较高的性能要求,在一个机架内可最多有20个同步CPU 模板多处理器运行,可有44个机架相互连接在一起。
本框架使用的CPU 是CPU551。I/O模板使用SM500,SM500 I/O模板提供有丰富的选项,用于连接分布式I/O。除了16点二进制输入/ 输出以外,它还具有8 点模拟量输入/ 输出以及4 点积分型模拟量输入。另外,还可连接4个增量位置编码器和4个绝对值编码器。使用6个LED 指示模板的运行状态。
通讯模板使用CP50M0、 CP5100。通讯模板CP50M0 和CP5100 可提供高性能的通讯,它们可以控制功能强大的协议,包括MPI、PROFIBUSDP、使用TCP/IP或UDP的快速以太网。另外,还为各种不同的CPU,提供有一个8MB的通讯存储器。
车间还配置使用了全局数据存储器GDM,通过全局数据存储器(GDM),安装有CP52x0 的大量机架相互之间可以进行通讯(该项目使用CP52A0),运算能力几乎可以无限制扩展。通过光纤电缆和共享存储器,可最多有44个机架联网。除了几个机架之间的通讯之外,使用GDM还可实现同步( 采样时间、时钟时间) 和报警功能。刷新时间<1ms。
系统的硬件设备主要包括:2台SIMTIC TDC,用作主站和各单元的控制,通过GDM 相连接,用于TDC 之间的快速数据交换。GDM 又与过程数据分析计算机相连。这样可保证PDA(Process Data Acquisition)快速收集到各台TDC的实时数据,对这些数据进行及时的处理,使处理分析结果在最短的时间得出,对故障诊断及生产和操作起到指导作