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西门子 SIMADYN D全数字控制系统在冶金行业的应用

西门子 SIMADYN D全数字控制系统是世界上仅有的几种驱动专用控制系统之一。它是一种硬件可自由配置模板式、软件编程图形化的控制系统.利用多处理器高速完成全部运算、开环和闭环的控制、通讯等任务.可保证生产过程参数和生产速度的最佳化。
关键词: 西门子 SIMADYN
时间:2012-08-20 17:33 来源:物联网在线 作者:网络 点击:

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西门子 SIMADYN D全数字控制系统是一种动态性能和可靠性极佳的系统。西门子 SIMADYN D全数字控制系统是世界上仅有的几种驱动专用控制系统之一。它是一种硬件可自由配置模板式、软件编程图形化的控制系统.利用多处理器高速完成全部运算、开环和闭环的控制、通讯等任务.可保证生产过程参数和生产速度的最佳化。

西门子 SIMADYN D全数字控制系统在冶金行业中有着成熟的应用。据悉,济钢中板厂四辊轧机于1987年建成投产,最初上过一套液压AGC系统,由于多种原因没有成功应用,所以一直采用电动压下。为了更好的控制板形,提高钢板质量,总公司决定投资为中板厂新上一套液压AGC系统。在2003年12月至2004年1月利用中板厂几次计划检修时间进行了设备安装与调试。改造后的液压AGC控制系统采用西门子 SIMADYN D全数字控制系统,系统改造非常成功,投运至今没有任何故障。

济钢中板厂四辊轧机于1987年建成投产,最初上过一套液压AGC系统,由于多种原因没有成功应用,所以一直采用电动压下。为了更好的控制板形,提高钢板质量,总公司决定投资为中板厂新上一套液压AGC系统。在2003年12月至2004年1月利用中板厂几次计划检修时间进行了设备安装与调试。改造后的液压AGC控制系统采用德国SIEMENS公司的SIMADYN D数字控制系统,系统改造非常成功,投运至今没有任何故障。

1、系统特点

由于中板生产的特殊性,要想获得理想的产品质量,液压AGC技术是必不可少的,而AGC要取得理想的效果,首先要求控制系统必须快速、可靠。随着对国内市场的不断开发,作为世界闻名的自动化公司,SIEMENS公司的产品在国内工厂中的占有率已经名列前矛,SIMADYN D是一种实时多任务的分布式数字控制系统,具有运行速度快、可靠性高、功能强大且容易组态等特点,是实现液压AGC功能的一种理想的控制系统。

特点如下:

1.1 算速度快

SIMADYN D控制系统的主流CPU是PM5和PM6(PM4已经很少再用),其中PM5是32位的CPU,其主频为32MHz,有 DRAM 4Mbytes,SRAM 64Kbytes,最小运行周期可达0.1ms,应用程序的控制回路的运行周期可到0.6ms左右;PM6是 32/64位的CPU,其主频为64/128MHz,有DRAM 8Mbytes,SRAM 256Kbytes,最小运行周期可达0.1ms, 应用程序的控制回路的运行周期可到0.5ms左右。

1.2 功能强

SIMADYN D控制系统是一种多处理器、多任务实时控制系统,一个机架中最多可以配置8个CPU,每个CPU中又可以并行处理67个任务,每个任务中最多可以包含10000个功能模块,而且可以根据需要,对每个功能模块配置时钟周期(T1-T5)。

1.3 编程灵活

SIMADYN D的开发软件使用的是基于UNIX操作系统面向图形的配置语言STRUC G和面向List的语言STRUC L,同时也支持基于Windows操作系统面向图形的配置语言CFC。用户可以根据自己的需要灵活选用不同的编程语言对系统进行配置。

1.4 产品种类齐全、可扩展性强

SIMADYN D控制系统拥有丰富的硬件模块。机架有6槽、12槽、24槽三种,同时还有各种各样的I/O模块和接口模块,用户可以根据自己的实际情况任意选用不同的机架、电源、处理器、I/O模块和接口模块,从而构成满足各种要求的控制系统。同时该系统还可以通过DP网、工业以太网与 SIEMENS 的PLC和其他自动化公司的产品联用。

2、系统硬件构成

与目前国际上通用的轧机AGC控制系统结构模式一样济钢中板厂的四辊轧机液压AGC控制系统分为两级:过程控制级和基础自动化级。

2.1 过程控制级

过程控制级包括一台ALPHA机和一台过程服务器:其中ALPHA机通过以太网接收基础自动化级送来的来料信息——钢种、来料厚度、目标厚度、来料温度等(由操作工在WinCC监控站上输入),以及基础自动化级实时传送过来的各种过程参数(辊缝、压力、温度、电压、电流、转速、力矩等),在线计算出一个实用的轧制规程,并实时传送到 基础自动化级,控制相应的执行机构动作,并存贮轧制过程数据;过程服务器通过以太网接收、存贮轧制过程数据(包括来料信息 ——钢种、来料厚度、目标厚度、来料温度等,以及各种过程参数——辊缝、压力、温度、电压、电流、转速、力矩等),并可以通过数据库在线查看实时轧制数据,或在线、离线分析历史数据。

2.2基础自动化级

基础自动化级 包括1个SIMADYN D机架、一台WinCC监控站和两个ET200站的。

2.2.1 SIMADYN D机架

液压AGC控制器采用SIEMENS公司的SIMADYN D(简称SD)系统,SIMADYN D是整个控制系统的核心,它以一个24槽机架作为框架,带有L—BUS和C—BUS及电源。其中包括三个CPU 模块(PM5:其中第一个CPU中运行HGC(液压APC)软件,第二个CPU中运行AGC软件,第三个CPU中运行AGC逻辑控制软件。)、一个存贮器模块(MM4)、两个I/O模块(一个IT41、一个IT42:IT是与PM5直接通讯的快速 I/O板,有AI、AO、DI、DO及脉冲输入等接口,主要用于采集电动码盘(脉冲计数器),辊缝(16位模入),压力(16位模入),及四辊主传动控制系统电压、电流、转速、力矩(12位模入)等信息;控制执行机构(压下电机、伺服阀:16位模出)、一个通讯母板(CS7:其中SS4用于 SIMADYN D与编程站的通讯,SS52用于SIMADYN D与ET200的通讯)和一个H1网卡(CSH11:用于SIMADYN D与 WinCC监控站的通讯)

2.2.2 WinCC监控站

WinCC监控站经过内插的CP1613通过SIEMENS 的工业以太网(H1网)与SIMADYN D进行通讯。WinCC监控站运行的监控软件为 SIEMENS公司的WINCC,选用256点WINCC完全版。开发的人机界面软件HMI显示的内容有图形、数据等,还有软开关供操作工操作。 WinCC监控站接收SIMADYN D的实时数据辊缝、压力、温度、工作状态及主传动电压、电流、转速、力矩等,再经以太网(TC/PIP协议)将这些数据传送到过程控制级,同时接收上位机计算出来的轧制规程,并下载到SIMADYN D中执行。WinCC监控站还用于显示相应的轧制过程数据及工作状态,供操作工监控。另外,人工规程和来料信息——钢种、来料厚度、目标厚度、来料温度等也要操作工在此输入。

2.2.3 ET200站

ET200站包括两组ET200远程I/O接口,包括模入、模出、开入、开出等。 其中3#站作为SIMADYN D的远程I/O,通过一根通讯电缆将轧钢操作台上的按钮、指示灯、显示仪表等与SIMADYN D连接起来,大大减小了电缆数量;4#站则用于连接一些现场信号(温度、热检、液压站等信号)。

2.2.4 检测系统:

压下控制系统的检测系统包括电动码盘、电动位移传感器、液压位移传感器、压力传感器、测温仪、热检器、测宽仪、测厚仪等。

2.2.5 执行机构

压下控制系统的执行机构由电动压下和液压压下两部分组成。电动压下的执行机构是压下电机,由SIMADYN D系统计算出压下速度设定值并输出相应的电压信号,控制压下电机驱动电动压下螺丝上下移动;液压压下的执行机构是伺服阀,其控制信号也由SIMADYN D系统通过模拟量给出,控制伺服阀的开口方向和开口度,驱动游缸上下移动。

(责任编辑:zxh007)



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