專利名稱：一種五機架冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冷軋基礎(chǔ)自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于五機架冷連軋機組的基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)硬件配置組成。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)代冷軋帶鋼生產(chǎn)實現(xiàn)了高度的自動化、連續(xù)化和高精度化。由于對冷軋薄板質(zhì)量的要求越來越高，計算機控制系統(tǒng)已成為冷軋尤其是冷連軋不可或缺的組成部分。隨著液壓控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，加上生產(chǎn)線的主要控制功能大部分集中于軋輥-軋件形成的變形區(qū)控制，冷連軋基礎(chǔ)自動控制系統(tǒng)具有以下兩個特占.
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1、高速控制
液壓系統(tǒng)要求控制周期為10ms，機電系統(tǒng)要求控制周期為20ms，因此一般均采用多控制器且控制器內(nèi)采用多中央處理器(CPU)的結(jié)構(gòu)。對于連軋機組而言，除了一些順序邏輯控制可以采用通用的可編程控制器(PLC)外，大部分功能要求實現(xiàn)高速控制，控制周期一般為1 10ms。為此需要大量采用高性能控制器(HPC)，且HPC為基于總線控制器(VME)控制總線技術(shù)的多CPU控制器。2、高速通訊
由于軋機的多個控制功能，如軋制力、軋制速度、厚度控制、張力控制、板形控制等，最終都是作用在變形區(qū)，因此不同的控制目標(biāo)之間存在著較強的耦合作用，如厚度-板形、速度-張力、速度-厚度等，從而使控制參數(shù)表現(xiàn)為非線性的特點，需要相互傳遞補償信息，數(shù)據(jù)更新亦往往要求在1 ans，因而CPU與本控制器內(nèi)其它CPU的通訊和CPU與本區(qū)內(nèi)的另一個控制器的CPU的通訊，都要求控制周期為ι ans。兩個控制器間的通訊和基礎(chǔ)自動化級與過程控制級的通訊，要求控制周期為10ms。因此采用多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，快慢數(shù)據(jù)分層，其關(guān)鍵是基礎(chǔ)自動化控制器間采用高速數(shù)據(jù)網(wǎng)通訊?；谝陨咸攸c，新一代冷軋帶鋼生產(chǎn)線使用的計算機控制系統(tǒng)主要有以下兩種結(jié)構(gòu)
1、控制群結(jié)構(gòu)
此結(jié)構(gòu)是將用于一個控制區(qū)的控制器用高速網(wǎng)絡(luò)連接成一個控制群，每一個控制群由兩層組成，第一層為主管控制器和人機界面站，第二層為機架控制器數(shù)字傳動。多個控制器群構(gòu)成的基礎(chǔ)自動化部分和過程自動化部分通過以太網(wǎng)相連，每一個控制群僅有區(qū)域主管控制器掛在以太網(wǎng)上。這種多層通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使快慢數(shù)據(jù)分流，從而提高了系統(tǒng)的通信效率。2、超高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
超高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是以一條通信速度高達100Mb/S的光纖環(huán)形網(wǎng)作為通信主網(wǎng)，過程自動化級的小型機、基礎(chǔ)自動化級的控制器(PLC、VME總線控制器)、人機界面站都掛在主網(wǎng)上。由于主網(wǎng)的通信速度較高，可以在網(wǎng)上采取數(shù)據(jù)分流的方法，以滿足現(xiàn)代軋鋼控制系統(tǒng)
3對于高速通信的要求。當(dāng)代冷軋帶鋼生產(chǎn)使用的酸軋聯(lián)合機組中，連軋機機組電氣控制系統(tǒng)一般采用由現(xiàn)場控制級(Level 0級)、基礎(chǔ)自動化控制級(Level 1級)、過程自動化控制級(Level 2 級)組成的三級控制系統(tǒng)?；A(chǔ)自動化控制級是生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)中用來完成連軋機組所有設(shè)備的順序控制和各種高速閉環(huán)控制的計算機系統(tǒng)?，F(xiàn)有的冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)主要由PLC組群和基于VME控制總線技術(shù)的高性能控制器組群兩部分組成。其中PLC 控制器組群主要用于順序控制和其它一些對速度要求不高的控制功能。一般包括10-12套 PLC控制系統(tǒng)。高性能控制器組群主要用于軋機的高速閉環(huán)控制，按功能劃分可分為兩層 第一層為區(qū)域主管控制功能，包括所有質(zhì)量控制和工藝控制用控制器；第二層為數(shù)字電氣傳動及機架控制器，而機架控制器實際上為數(shù)字液壓傳動控制器，一般包括8-10套高性能控制器系統(tǒng)。除此之外還包括有大量用于基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試使用的工程師站、 服務(wù)器、打印機、HMI操作員站、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等設(shè)備。目前，國內(nèi)冷軋廠所使用的冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)普遍是由國外引進的成套進口設(shè)備，雖然具有自動化程度高，系統(tǒng)控制穩(wěn)定的特點，然而現(xiàn)有國外各大電氣公司為冷連軋生產(chǎn)線提供的基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)規(guī)模都比較龐大，組件多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅極大增加了用戶的投資成本，而且延長了建設(shè)和調(diào)試準(zhǔn)備周期，存在見效慢和投資回收期較長的問題。同時，由于備品備件仍需進口解決，導(dǎo)致維護維修困難，既增加了設(shè)備維護成本，又存在著由于到貨時間長而影響生產(chǎn)的嚴(yán)重缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種適用于五機架冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)，通過合理的硬件組成和科學(xué)配置，達到改善五機架冷連軋機組自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行功能，縮短建設(shè)周期，降低設(shè)備投資和生產(chǎn)維護成本的目的。為此，本發(fā)明所采取的解決方案是
一種五機架冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)，包括PLC控制器組群、HPC控制器組群、 軋機現(xiàn)場控制臺、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)以及基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。所述控制功能的PLC控制器組群由3套用于順序控制和對響應(yīng)速度要求不高的輔助PLC控制系統(tǒng)組成；包括供電模塊3個、CPU模塊5個、Profibus DP通訊模塊10個、以太網(wǎng)通訊模塊3個、信號模塊6個。所述HPC控制器組群由用于軋機高速閉環(huán)控制的區(qū)域主管控制功能框架、軋機質(zhì)量控制功能框架及2個機架控制功能框架組成；包括CPU模塊16個、Profibus DP通訊模塊11個、以太網(wǎng)通訊模塊7個、信號模塊11個、高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊4個。所述軋機現(xiàn)場控制臺包括軋機主控制臺、軋機入口控制箱、軋機出口控制箱、一 五機架控制箱及軋機出口鋼卷傳送控制箱。所述實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算機主機1臺、Profibus DP接口數(shù)據(jù)采集卡1個、 高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)數(shù)據(jù)采集卡1個。所述基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)包括工程師站3臺套、服務(wù)器3 臺套、打印機1臺、工業(yè)以太網(wǎng)交換機1臺。
所述基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括ftOfibus通訊網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)和高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為
1、現(xiàn)有的國內(nèi)外對于順序控制如機架換輥功能和出入口設(shè)備控制普遍采取高級處理器，如SIMENSE的SIMADYN-D、C0NVERTEAM的HPC來實現(xiàn)。本發(fā)明采用3套輔助PLC控制系統(tǒng)，順序功能實現(xiàn)則通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，完全可以達到功能要求，不僅可實現(xiàn)自動換輥功能，大大減少換輥時間，平均2分鐘即可完成機架換輥功能，提高生產(chǎn)效率；而且易于生產(chǎn)維護，極大降低建設(shè)投資和維護成本，可減少投資90%。2、目前，國內(nèi)外用于軋機高速閉環(huán)控制的HPC控制器組群普遍采用7個電源框架、 23個CPU模塊、16個PR0FIBUS通訊模塊、15個以太網(wǎng)通訊模塊、7個高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊的配置方式。本發(fā)明在功能整合的基礎(chǔ)上，采取全新的一、五機架控制功能和二 四機架應(yīng)用一套系統(tǒng)處理，極大減少了系統(tǒng)組件，實現(xiàn)了高速閉環(huán)控制功能，保證了現(xiàn)場的連續(xù)高速生產(chǎn)，成品質(zhì)量完全達到了標(biāo)準(zhǔn)要求。3、現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)普遍采取計算機主機自帶通用通訊接口，其采集速度無法滿足對高速閉環(huán)控制系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)毫秒級的要求；另外采用專用數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，雖然其速度可以達到1個毫秒，且可以同時處理幾千個數(shù)據(jù)，但在冷連軋機采集不同功能數(shù)據(jù)時，需配置4臺PDA計算機主機系統(tǒng)、2個ftx)fibUS-DP數(shù)據(jù)采集卡(1個酸洗PLC數(shù)據(jù)采集，1個軋機PLC數(shù)據(jù)采集)、1個高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)數(shù)據(jù)采集卡，用于采集HPC控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)以及1個用于采集傳動控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)數(shù)據(jù)采集卡。本發(fā)明經(jīng)功能優(yōu)化整合，在減少硬件配置的同時，可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集功能，系統(tǒng)能夠安全高效的運行，完成對機組自動控制系統(tǒng)及其在運行過程中的各種狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)測，滿足冷連軋機組高速閉環(huán)控制系統(tǒng)故障分析時對監(jiān)測數(shù)據(jù)毫秒級的需要。4、本發(fā)明基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)配置根據(jù)控制系統(tǒng)功能分類，并考慮到現(xiàn)場調(diào)試和使用維護方便，因此本發(fā)明配置可縮短故障處理時間，提高生產(chǎn)運行效率，實現(xiàn)調(diào)試控制功能單元順利進行，通過工程師站調(diào)用服務(wù)器上的程序在線，保證基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)在程序修改后程序結(jié)構(gòu)的完全統(tǒng)一。5、現(xiàn)有冷連軋機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要采用二層通訊網(wǎng)絡(luò)，即以太網(wǎng)和ftx)fibUS-DP通訊網(wǎng)絡(luò)，Profibus-DP通訊網(wǎng)絡(luò)用于現(xiàn)場遠程站、傳動系統(tǒng)及第三方設(shè)備與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊、PLC控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集等；工業(yè)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)用于一級PLC控制系統(tǒng)和 HPC控制系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊，一、二級間數(shù)據(jù)通訊、HMI人機界面通訊、與酸洗線的數(shù)據(jù)通訊、 程序開發(fā)及調(diào)試計算機系統(tǒng)通訊等。本發(fā)明基于冷連軋機基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)各控制功能單元之間需要快速交互數(shù)據(jù)的特點，除采用以上兩種通訊方式外，還采用全新的高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，并通過HPC功能之間數(shù)據(jù)緩存(GDM)來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換，并且實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集。從而可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集功能，系統(tǒng)功能單元之間準(zhǔn)確快速交互數(shù)據(jù)，保證基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)能夠安全高效的運行。


圖1為PLC控制器組群配置圖。
圖2為HPC控制器組群配置圖。
圖3為軋機現(xiàn)場控制臺配置圖。圖4為基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)圖。
具體實施例方式PLC控制器組群、HPC控制器組群、軋機現(xiàn)場控制臺、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)及基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)六部分所組成。具體配置為
一、PLC控制系統(tǒng)
由于PLC控制器主要用于輔助設(shè)備順序控制和其它一些對響應(yīng)速度要求不高的控制功能，因此其對系統(tǒng)響應(yīng)時間的要求不高，一般在幾十毫秒到幾百毫秒之間。現(xiàn)有的各種 PLC控制器產(chǎn)品都可以滿足冷連軋生產(chǎn)線工作要求。由圖1可見，本發(fā)明PLC控制器組群系由3套輔助PLC控制系統(tǒng)所組成，其具體硬件配置為 1、輔助PLC控制系統(tǒng)1 1個支持多CPU的PLC控制器框架； 1個電源供電模塊； 2個CPU模塊；
5個用于連接現(xiàn)場遠程站的PROFIBUS DP擴展型通訊模塊； 1個用于與其它控制功能單元進行數(shù)據(jù)通訊的以太網(wǎng)通訊模塊。其中CPU1用于一、五機架換輥控制功能。為了盡量減小熱軋來料厚度偏差對冷軋產(chǎn)品質(zhì)量的影響，一機架一般配置為6輥軋機。五機架作為軋機末端的成品機架，是帶鋼板形控制最為關(guān)鍵的控制環(huán)節(jié)，需具有足夠的帶鋼平直度調(diào)控能力，因此五機架一般配置為6輥軋機。CPU2用于二、三、四機架換輥控制功能。二、三、四機架一般配置為4輥軋機，這樣配置既可以滿足生產(chǎn)工藝的要求，又可以降低投資成本。2、輔助PLC控制系統(tǒng)2
1個支持多CPU的PLC控制器框架； 1個電源供電模塊； 2個CPU模塊。其中CPU1用于軋機入出口設(shè)備控制和成品鋼卷傳送系統(tǒng)控制功能。CPU2用于軋機三站控制和其它生產(chǎn)用介質(zhì)的控制功能。5個用于連接現(xiàn)場遠程站的PROFIBUS DP擴展型通訊模塊； 1個用于與其它邏輯控制單元進行數(shù)據(jù)通訊的以太網(wǎng)通訊模塊。3、輔助PLC控制系統(tǒng)3
輔助PLC控制系統(tǒng)3用于急停控制。急停控制系統(tǒng)作為軋機安全生產(chǎn)最主要的控制設(shè)備，采用冗余故障安全型控制器。其硬件配置包括 1個支持多CPU的冗余PLC控制器框架 1個電源供電模塊。1 個 CPU 模塊。1個用于與其它邏輯控制單元進行數(shù)據(jù)通訊的以太網(wǎng)通訊模塊。4個用于連接現(xiàn)場各設(shè)備的多通道故障安全型數(shù)字量輸出模塊。
2個用于連接現(xiàn)場各急停信號輸入設(shè)備的多通道故障安全型數(shù)字量輸入模塊。如信號模塊需要添加，可選用帶有擴展機架功能的PLC控制器對該系統(tǒng)進行擴展。二、HPC控制器組群
HPC控制器組群主要用于軋機的高速閉環(huán)控制。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用的是區(qū)域控制器群結(jié)構(gòu)，可分為三大部分區(qū)域主管控制功能框架；軋機質(zhì)量控制功能框架；機架控制功能框架。其各HPC控制器間采用高達200-400Mb/s的高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)絡(luò)相連接，其具體配置見圖2。1、區(qū)域主管控制功能框架 1個電源框架；
4個CPU模塊；
3個用于連接現(xiàn)場檢測信號和現(xiàn)場設(shè)備控制信號的信號輸入輸出模塊模塊； 4個用于連接現(xiàn)場遠程站和傳動系統(tǒng)的PR0FIBUS通訊模塊； 3個以太網(wǎng)通訊模塊； 1個高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊。其中CPU1 軋機模擬功能；軋制設(shè)定值處理；軋機實際值處理；HMI顯示接口。CPU2 物料跟蹤；楔形軋制控制。CPU3:生產(chǎn)線協(xié)調(diào)控制。CPU4 軋機速度斜坡控制。2、軋機質(zhì)量控制功能框架 1個電源框架；
3個CPU模塊
CPUl 軋機厚度控制；軋機前滑控制； CPU2:軋機張力控制； CPU3 板形控制。3個用于連接現(xiàn)場檢測信號和現(xiàn)場設(shè)備控制信號的信號輸入輸出模塊模塊； 2個用于連接現(xiàn)場遠程站和第三方設(shè)備的PR0FIBUS通訊摸板；
2個以太網(wǎng)通訊模塊； 1個高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊。3、機架控制功能框架
包括1號和2號機架控制功能框架。其中1號框架用于完成一、五兩個機架的各種控制功能的實現(xiàn)，2號框架用于完成二、三、四機架的各種控制功能的實現(xiàn)。一、五兩個機架大多配置為6輥軋機，二、三、四機架大多配置為4輥軋機。(1)、機架控制功能框架1: 1個電源框架；
5個CPU模塊
CPUl 機架標(biāo)定；通訊接口 ；手動功能；HMI顯示接口 ； CPU2 一機架壓下系統(tǒng)；一機架軋輥偏心補償； CPU3: 一機架彎輥系統(tǒng)；一機架串輥系統(tǒng)；CPU4 五機架壓下系統(tǒng)；
CPU5:五機架彎輥系統(tǒng)；五機架串輥系統(tǒng)。2個用于連接現(xiàn)場檢測信號和現(xiàn)場設(shè)備控制信號的信號輸入輸出模塊模塊； 2個用于連接現(xiàn)場遠程站的PR0FIBUS通訊摸板；
1個以太網(wǎng)通訊模塊； 1個高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊。(2)、機架控制功能框架2 1個電源框架
4個CPU模塊
CPUl 機架標(biāo)定；通訊接口 ；手動功能；HMI顯示接口 ； CPU2 二機架壓下控制；二機架彎輥控制； CPU3:三機架壓下控制；三機架彎輥控制； CPU4 四機架壓下控制；四機架彎輥控制。3個用于連接現(xiàn)場檢測信號和現(xiàn)場設(shè)備控制信號的信號輸入輸出模塊模塊； 3個用于連接現(xiàn)場遠程站的PR0FIBUS通訊摸板；
1個以太網(wǎng)通訊模塊； 1個高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊。三、軋機現(xiàn)場控制臺
軋機現(xiàn)場控制臺用于現(xiàn)場操作人員對連軋機組進行生產(chǎn)操作，其具體配置見圖3。包括
有
軋機入口控制箱用于軋機入口設(shè)備的操作人員現(xiàn)場控制。使用現(xiàn)場遠程站通過 Profibus DP網(wǎng)絡(luò)接入PLC和HPC控制系統(tǒng)。軋機一 五機架控制箱，包括軋機一機架控制箱、軋機二機架控制箱、軋機三機架控制箱、軋機四機架控制箱、軋機五機架控制箱。用于軋機一 五機架設(shè)備的操作人員現(xiàn)場控制。使用現(xiàn)場遠程站通過ftOfibus DP網(wǎng)絡(luò)接入PLC和HPC控制系統(tǒng)。使用HMI遠程站通過工業(yè)以太網(wǎng)接入HMI系統(tǒng)。軋機出口控制箱用于軋機出口設(shè)備的操作人員現(xiàn)場控制。使用現(xiàn)場遠程站通過 Profibus DP網(wǎng)絡(luò)接入PLC和HPC控制系統(tǒng)。軋機出口鋼卷傳送控制箱用于軋機出口鋼卷傳送設(shè)備的操作人員現(xiàn)場控制。使用現(xiàn)場遠程站通過ftOfibus DP網(wǎng)絡(luò)接入PLC和HPC控制系統(tǒng)。軋機主控制臺用于連軋機組連續(xù)生產(chǎn)的操作控制。使用現(xiàn)場遠程站通過 Profibus DP網(wǎng)絡(luò)接入PLC和HPC控制系統(tǒng)。使用HMI遠程站通過工業(yè)以太網(wǎng)接入HMI系統(tǒng)。四、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
帶鋼冷連軋機組生產(chǎn)工藝極其復(fù)雜，對自動化控制系統(tǒng)控制精度及系統(tǒng)響應(yīng)速度有著極高的要求。為了保證系統(tǒng)能夠安全高效的運行，需要對機組自動控制系統(tǒng)及其在運行過程中的各種狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)測。為了滿足冷連軋機組高速閉環(huán)控制系統(tǒng)故障分析時對監(jiān)測數(shù)據(jù)毫秒級的需要，對冷連軋機組自動化控制系統(tǒng)需要單獨配置一套毫秒級的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有兩類一類使用計算機主機自帶的通用通訊接口進行數(shù)據(jù)采集，一種使用專用數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集。使用專用數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，其速度可以達到1個毫秒，且可以同時處理幾千個數(shù)據(jù)信號。這里采用的是使用專用數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。具體配置見圖4。其包括有
軟件或硬件授權(quán)1個； 硬件計算機主機1臺；
Profibus DP數(shù)據(jù)采集卡1塊，用于采集PLC控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)； 高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)數(shù)據(jù)采集卡1塊，用于采集HPC控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)。軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用軟件1套。五、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)
用于冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)控制程序的開發(fā)和生產(chǎn)線現(xiàn)場調(diào)試使用。見圖4。HPC工程師站2臺 PLC工程師站1臺 HPC開發(fā)用服務(wù)器1臺 PLC開發(fā)用服務(wù)器1臺文件服務(wù)器1臺網(wǎng)絡(luò)激光打印機一臺以太網(wǎng)交換機1臺
六、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
在分級自動化控制系統(tǒng)中，各控制級之間數(shù)據(jù)通訊按照不同的通訊需求，可分成多個網(wǎng)絡(luò)。見圖4，其中包括
Profibus通訊網(wǎng)絡(luò)。用于現(xiàn)場遠程站、傳動系統(tǒng)及第三方設(shè)備與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊、PLC控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集等。工業(yè)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。用于一級PLC控制系統(tǒng)和HPC控制系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊，一、二級間數(shù)據(jù)通訊、HMI人機界面通訊、與酸洗線的數(shù)據(jù)通訊、程序開發(fā)及調(diào)試計算機系統(tǒng)通訊寸。高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。用于基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)中HPC控制系統(tǒng)各控制功能單元間的高速數(shù)據(jù)交換及實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)采集。
權(quán)利要求
1. 一種五機架冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)，包括PLC控制器組群、HPC控制器組群、軋機現(xiàn)場控制臺、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)以及基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；其特征在于所述PLC控制器組群由用于順序控制和對響應(yīng)速度要求不高的控制功能的3套輔助 PLC控制系統(tǒng)組成；包括供電模塊3個、CPU模塊5個、Profibus DP通訊模塊10個、以太網(wǎng)通訊模塊3個、信號模塊6個；所述HPC控制器組群由用于軋機高速閉環(huán)控制的區(qū)域主管控制功能框架、軋機質(zhì)量控制功能框架及2個機架控制功能框架組成；包括CPU模塊16個、Profibus DP通訊模塊11 個、以太網(wǎng)通訊模塊7個、信號模塊11個、高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊模塊4個；所述軋機現(xiàn)場控制臺包括軋機主控制臺、軋機入口控制箱、軋機出口控制箱、一 五機架控制箱及軋機出口鋼卷傳送控制箱；所述實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計算機主機1臺、Profibus DP接口數(shù)據(jù)采集卡1個、高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)數(shù)據(jù)采集卡1個；所述基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試計算機系統(tǒng)包括工程師站3臺套、服務(wù)器3臺套、打印機1臺、工業(yè)以太網(wǎng)交換機1臺；所述基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括ibus通訊網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)和高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種五機架冷連軋機組基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)，包括PLC控制器組群、HPC控制器組群、軋機現(xiàn)場控制臺、實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、開發(fā)與調(diào)試系統(tǒng)及系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明可實現(xiàn)自動換輥功能，減少換輥時間，易于生產(chǎn)維護，極大降低建設(shè)投資和維護成本；實現(xiàn)高速閉環(huán)控制功能，保證現(xiàn)場的連續(xù)高速生產(chǎn)；實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集功能，系統(tǒng)能夠安全高效運行，滿足冷連軋機組高速閉環(huán)控制系統(tǒng)故障分析時對監(jiān)測數(shù)據(jù)毫秒級的需要；實現(xiàn)調(diào)試控制功能單元順利進行，保證基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)在程序修改后結(jié)構(gòu)的完全統(tǒng)一。采用高速光纖內(nèi)存映像網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，并通過HPC功能之間數(shù)據(jù)緩存實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集。
文檔編號B21B37/00GK102553937SQ20111040384
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者侯永剛, 劉寶權(quán), 吳萌, 宋君, 張巖, 王軍生, 秦大偉, 費靜 申請人:鞍鋼股份有限公司