高速线材轧机的计算机控制系统

高速线材轧机的计算机控制系统

赵文

马钢自动化工程公司

摘要文喜要介绍了广钢高速线材生产线计算机控制系统的硬件配置，控制功能及软件开发。

关键词ｚ高速线材，计算机：芷制系统．

ｔ／’４——’ｏ’＿—一：

ＣｏｍｐｕｔｅｒＣｏｎｔｏｒＩＳｙｓｔｅｍ

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１

工尹设各栅．沥

广州钢铁公司高速线材厂是由中型轧钢车

ＩＣ６９７ＣＭＭ７４２专用单元将９０．７０ＰＬＣ和工业ＰＣ

连为一体，网络介质为１０ＢＡＳＥ５，两段总线，采用

ＲＥＰＥＡｎｊＲ连接。

间经两期改造而成，年产３５万吨无扭控冷热轧圆钢盘条，保证轧制速度８５ＩＩｌ，ｓ，产品规格④５．５至

函１６ｍｍ。

３计算机控制系统的硬件配置

ＰＬＣ采用ＧＥ．ＦＡＮＵＣ公司的９０．７０。各种现场传感器信号，报警信号，控制命令及状态信号进入ＰＬＣ。除了具有９个插槽的中央框架

外，ＰＬＣ还带有扩展框架，在中央框架和扩展

全线共有２５架轧机，构成跟踪式连轧方式。其中粗轧机组３架，Ｉ中轧４架，ＩＩ中轧４架，预精轧机４架，精轧机１０架。生产线是连续轧制，粗轧机组和中轧机组采用微张力控制；预精轧机组及其前后采用活套控制；精轧机组采用无扭小张力轧制。所有轧机均为直流电机单独传动。

框架之间采用ＢＴＭ／ＢＲＭ相连接。ＰＬＣ的ＣＰＵ模块为ＩＣ６９７ＣＰＸ７８２，处理器为８０４８６Ｄｘ４，主频９６ＭＨｚ。用户内存ｌＭ，数字量Ｉ／ｏ处理

能力１２Ｋ，模拟量Ｉ，Ｏ处理能力８Ｋ。各个Ｉ／Ｏ模块的地址可由用户任意设定，并不受输入输

２计算机控制系统的网络结构

计算机控制系统分为二级，第一级由４台可

编程序控制器（ＰＬＣ）组成分布式控制系统。ＰＬＣ

出模块类别和插槽顺序的限制，大大地方便了用户设计。在中央框架内设置了远程Ｉ／Ｏ传送模块ＧＢＣ，在各液压站，操作室和机旁分别设置了远程Ｉ，Ｏ站ＦⅡ｝ＬＤＣＯＮＴＲＯＬＩ，０，每个站由一个总线接口单元（ＢＩＵ），８个现场Ｉ，Ｏ模块组成。大大地减少了输入输出信号所用的电缆及

其由此引起的敷设麻烦，从而节约了投资，方便了运行维护。

第二级过程控制级由４台工业型微机组成，

系统与传动装置、人机接口（｝Ⅱ订Ｉ）的通讯分别通过两层网络。基础自动化级采用Ｇｅｎｉｕｓ３１个装置，装置问最大通讯距离ｌ

ＧｅＩｌｉｕｓＬＡＮ。

ＬＡＮ，通讯

速度１５３．６Ｋｂａｕｄ，令牌传输方式，每段网络可连接

０００ｍ。Ｇｅｎｉｕｓ

总线控制模块（ＧＢＣ）可在一台ＰＬＣ上支持多段

第二级过程监控级采用ＴＣＰ／Ｐ通讯协议的

Ｅｔｈｅｍｅｔ．

网络通过

ＳＷⅡ℃Ｈ

ＨＵＢ

和ＣＩＭＰＬＩＣｒｒＹ监控软件运行在ｗｉｎｄｏｗｓＮｒ４．０的

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操作系统环境下，完成轧线监控所需的动态画面，信息传输，报警生存，趋势显示，数据采集，状

态监控等。

工业型微机硬件配置如下：ＣＰＵ：ＰⅡ．３５０，３２ＭＢＲＡＭ，

所用的ＰＩＣ主要硬件如下：

中央框架：ＩＣ６９７ＣＨＳ７９０，

９槽；

ＣＰＵ：ＩＣ６９７ＣＰＸ７８２，４８６ＤＸ４，９６ＭＨＺ，

ｌＭＲＡＭ，带过程映象数字输入１０２４点，不带过程映象数字输入７１６８点，带过程映象数字输出１０２４点，不带过程映象数字输出７１６８点，计时

器２５６个，计数器２５６个；

３．２ＧＢ，４８ＸＣＤ．ＲＯＭ，２１”彩色显示器，

计算机控制系统硬件配置图见图１。

图ｌ计算机控制系统硬件配置图

数字输入模块：ＩＣ６９孙加ＤＩ矗５３，２４ＶＤＣ，３２点；

数字输出模块：ＩＣ６９７ＭＤＬ７５０，２４Ｖ点；

ＤＣ，３２

等）实际值的趋势显示；

ｃ）轧制程序表数据库；

唧ＲＭ玎控制模块：ＩＣ６９７ＣＭＭ７４２：

模拟量输入模块：Ｉｃ６９７ＡＬＧ２３０，±２０ＩＩＡ，模拟量输入模块：ＩＣ６９７ＡＬＧ６２０，４～

ｄ）速度基准值的生成及给定；ｅ）跟踪及废品检测；ｆ．生产报表；ｇ）与传动系统的通讯。

４．２基础自动化级

±１０ｖ＇８点输入。２０ｎ认，４点输入。

模拟量输出模块：ＩＣ６９７ＡＬＧ３２０，０～２０ｌｎＡ，±１０Ｖ４点输出。

总线控制模块：ＩＣ６９７ＢＥＭ７３ｌ；总线传输模块：ＩＣ６９７ＢＥＭ７１３；

１）ＰＩＣｌ负责从加热炉至中轧机组入口处，粗轧机组及其附属设备的控制。

ａ）设备的运行联锁控制；

ｂ）辊缝设定；

ｃ）电机主轴定位控制；

ｄ）故障诊断。

总线接收模块：ＩＣ６９７ＢＥＭ７１１；

总线接口模块：ＩＣ６７０ＧＢｌ００２。

２）ＰＬＣ２负责从ｌ＃轧机至１５”轧机沿线各设备的运行动作控制。

ａ）微张力控制；ｂ）冲击速度补偿控制；ｃ）速度给定／级联控制；

ｄ）１＃飞剪的切头切尾和事故碎断控制；ｅ）轧机的主轴定位控制；

ｆ）中轧机区液压站，干油站的控制；

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４控制系统的功能分配

４．１过程控制级

ａ）菜单引导的程序修正工艺配置和控制器的参数；

ｂ）现场重要参数（如速度，电流，活套高度

ｇ）设备的运行联锁控制；乃一彤死（２）ｈ）故障诊断控制。当局》１时，表明下游机架对本机架拉钢，形３）ＰＬＣ３负责从ｌ础轧机至集卷筒沿线各设成张力；当而＜１时，则形成压缩力。

备的运行动作控制。每个机架的控制程序框图如图２所示。

ａ）活套控制；

ｂ）冲击速度补偿控制；

ｃ）速度给定／级联控制；

ｄ）２＃飞剪的切头切尾控制

ｅ）卡断剪，吐丝机的控制；

ｆ）水冷却温度控制

ｇ）故障诊断控制；ｈ．液压站，干油站的控制；

ｉ）设备的运行联锁控制；

．ｊ）夹送辊的夹送方式的控制；

ｋ）风冷线辊道及运输链的控制；

１）风机风门的动作运行控制；

ｍ）集卷筒系统托架，托盘，芯轴的自动顺序

控制；

ｎ）翻转装置的水平，垂直翻转动作控制，运

卷小车的移送，运行和定位控制。

４）ＰＬＣ４负责从Ｐ／Ｆ线至打捆机沿线各设备

运行动作控制。

ａ）Ｐ师线钢卷运行控制；

ｂ）钢卷自动打捆，称量控制；

ｃ）设备的运行联锁控制。

５软件开发

过程计算机使用ｗｉｎｄｏｗｓＮＴ操作系统，采

用Ⅶ语言编程。可编程序控制器采用梯形图及

语句表编程。一级系统数字的３３８０点，模拟量

∞５６点。模块化程序结构，功能块（ＦＢ）２３个，

扩展功能块（以）１２个，数据块（ＤＢ）５个，程

序块（ＰＢ）２６０个。各个块均在组织块（ＯＢｌ）图２控制程序框图

的组织调度下运行。

受篇幅所限，仅就微张力控制程序加以说６结语

明。本套轧机的中轧机组８个机架采用微张力控本高速线材生产线计算控制系统已于２００１制，以保持中间机架的张力在设定的范围内。各年２月调试成功并投入运行。至今生产正常。实机架的速度遵循下列关系：践证明：计算机系统的软硬件设计是成功的。

％＝碥＋Ｚ尔。＋１（１＋剐（１）参考文献

式中：Ｋ，ｎ＋１分别为，ｚ和肿１机架的速度值；

焉＋１为轧件通过ｎ＋１机架的延伸系数；岛为张ｌＣ蹦ＰｕａｒＹ删Ｉｆｏｆ‰ｄ洲ｓＮＴ＆ｗ．ｍｄ渊ｓ９５Ｂ躯ｅＳｙｓｔ锄力对ｎ机架的速度设定调整值。张力系数厅就是Ｕｓｅｒ’ｓＭ锄ｕａｌ．１９９９．

轧件在自由轧制时，轧机主传动电机输出力矩瓦２Ｌｏｇｉｃｍ稻ｔ盯９０．７０Ｐｒｏ掣锄衄血ｇＳ，ｗＵｓｅｒ’ｓＭ锄ｕａｌ．１９９９与轧件在实际连轧过程中轧机主传动电机输出力３ＴａＭ咿Ｅｔｈ锄ｅｔＣｏＩ砌ｕｎｉｃａ廿ｏｎｆｂｒｔｔｌｅＳｅｒｉ嚣９ｍ７０Ｕｓ盯矩％之比。即：Ｍ锄ｕａｌ．１９９９

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