全集成自动化八辊五机架冷轧机组Word下载.docx

全集成自动化八辊五机架冷轧机组Word下载.docx

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1】、西门子工控机2台

2】、喷墨打印机1台

3】、Wincc编程软件2套

系统网络

1】现场级：

Profibus—Dp12Mblt

介质：

西门子DP网络线

2】基础自动化级：

H1以太网100Mblt

光纤

3】过程级：

TCP/IP以太网100Mblt

3、基础软件规格书

1】系统平台

操作系统：

Windows2000

数据库平台：

MSSQLServer2000

系统平台选用原因

Windows2000是一个功能强大网络操作系统，这是结合了Windows98和WindowsNT4.0的优良特性和功能于一身的Microsoft研发的新一代产品。

在系统的综合可靠性和网络管理功能上都有很大的提高。

通过Windows2000Server操作系统达到了软件业很少实现的一个目标：

提供一种同时具有改进性和创新性的产品。

改进性表现为Windows2000建立于WindowsNT4.0操作系统的良好基础之上；

创新性表现为Windows2000Server设置了操作系统与Web、应用程序、网络、通讯和基础设施服务之间良好集成的一个新标准。

SQLServer2000是一项全面完整的数据库与分析产品。

从借助浏览器实现的数据库查询功能到内容丰富的扩展标记语言（XML）支持特性均可有力地证明。

与此同时，SQLServer2000还在可伸缩性与可靠性方面保持着多项基准测试纪录，而这两方面特性又都是企业数据库系统在激烈市场竞争中克敌致胜的关键所在。

无论以应用程序开发速度还是以事务处理运行速度来衡量，SQLServer2000都堪称最为快捷的数据库系统，而这恰恰是该产品成为灵活首选解决方案的原因所在。

它有高度的可伸缩性和可靠性，使用SQLServer2000可以获得非凡的可伸缩性和可靠性。

通过向上伸缩和向外扩展的能力，SQLServer满足了苛刻应用程序要求。

向上伸缩。

SQLServer2000利用了对称多处理器（SMP）系统。

SQLServerEnterpriseEdition最多可以使用32个处理器和64GBRAM。

向上扩展SQLServer2000利用了对称多处理器（SMP）系统。

SQLServerEnterpriseEdition最多可以使用32个处理器和64GBRAM。

可用性。

通过增强的故障转移群集、日志传送和新增的备份策略，SQLServer2000达到了最大的可用性。

2】开发平台

Windows2000Server

数据库系统：

开发工具：

VisualStudio.NETEnterpriseArchitect

开发技术：

C、C＋＋、C#

项目管理：

MSProject2000

开发平台选择原因

VisualStudio.NET是唯一一个从一开始就是为Windows应用服务创建的开发环境。

通过允许应用程序通过网络沟通和共享数据。

VisualStudio.NET和Windows应用服务提供简单、灵活、基于标准的模型，允许开发人员从新的和现有的代码汇编应用程序，而与平台、编程语言或对象模型无关。

系统的中间软件层和核心算法模块采用C静态链接库的形式编码，在保持最高效率的同时又保证了开发和维护的灵活性。

VisualC++是由Microsoft开发的一种高级编程语言，由于它是从C中派生出来，因此具有C的灵活高效功能，同时有具备开发超大规模系统的能力。

由于是Microsoft公司的产品，它又同VB一样简单，可以显著的降低开发和调试周期，我们在国内两套中厚板厂成功第实施了两套过程控制系统，均由VisualC++开发，从而在实时性和开发开发维护效率之间获得了平衡。

C#是由Microsoft开发的一种新型编程语言，由于它是C和C++的超集，因此具有保持较高运行效率的同时实现组件框架的功能。

我们的实践证明，C#是开发.NET框架应用程序的最好语言，我们将在PC终端应用上部署.NET灵活高效的应用程序。

MicrosoftProject2000是全球最普及的专案管理软体。

代表Microsoft公司在专案管理上的新里程碑。

MicrosoftProject的安装基础，MicrosoftProject2000是针对整个客户层投入无数研发后的结果，它提供几个主要新增功能和加强功能。

MicrosoftProject2000让知识工作者能够灵活协同运作计划、追踪专案，并提供计划所需的结果。

它是组织大型软件项目所需的规划工具。

此外，新的相关产品MicrosoftProjectCentral与MicrosoftProject2000密切运作。

MicrosoftProjectCentral是Web型协同作业工具，允许专案人员之间双向通讯，也允许每个人（即使桌面上没有MicrosoftProject2000）存取资料。

MicrosoftProjectCentral将使用MicrosoftProject2000让更多的使用者存取专案管理。

4、系统软件

----实时文件系统（RDB）

----进程管理（TASK）

----数据联路管理（PLCLINK）

----数字IO管理（DIOMNT）

----通讯管理（LANMNT）

----报警管理（ALMMNT）

----终端管理（OPSMNT）

系统功能配置图

本系统使用固定优先级策略来管理处理器调度。

为了实现调度策略，采用了“优先级”和“份额”的概念。

1）固定优先级调度法则

各线程分属于不同的优先级，优先级值越大的线程越是优先分配CPU资源。

例如：

当一个低优先权的线程正在运行时，另一个高优先权的线程转变为准备状态，则CPU的执行权传给高优先级的线程并把低优先级的线程放在等待队列的头部。

线程的优先级在在线程创建时设定，除非使用系统调用setpriority（）声明否则不会改变（这种情况不适于为提高实时性而采用的优先级继承功能）。

相应的，当高优先级的线程运行时低优先级的线程永远不会获得优先权。

2）基于份额的调度法则

如果线程具有相同的优先级，则采用基于分额的调度法则。

份额意味着对CPU执行权限的控制限度。

当一个线程执行了很久并消耗了由份额值所规定的时间，它将被占先，CPU的调度权移交到同等优先级的另一线程。

被占先的线程被放置在同等优先级的队列尾部

5、应用软件

----PDI数据输入（PDI）

----钢卷跟踪（TRACKING）

----实时数据采集（DTGMNT）

----CRT显示/输入（CRTMNT）

----班组管理（SHIFTMNT）

----换辊（ROLLMNT）

----带钢轧制力调节（利用数学模型）的机架设定功能

----针对轧制力自适应补偿功能

----Oracle工艺数据采集和分析仓库

----和三级机的数据链接

----和PLC的数据链接

----轧制报表

以模型为核心的过程控制系统

1】原始数据输入（PDI）

在这儿，主要执行的功能有：

----PDI在线从三级机接收

----PDI离线从HMI手动输入

----修改/删除PDI数据

（a）总则

本功能主要用来进行和钢卷产品有关的技术数据的输入。

PDI信息应该在钢卷到达开卷机前到达。

所有针对机架控制的预设定数据是基于PDI数据的，只有PDI数据是按照正确格式和可用的情况下，这些数据才被接受。

每个钢卷必须有一套PDI数据

（b）PDI内容

PDI内容是基于以下的描述。

内容的详细定义和格式将在详细设计阶段最终确定。

基本上，PDI应该包括钢卷的如下信息：

#原料验证码

#原料类型

#原料代码

#原料宽度

过程机存储足够的生产数据，保证在通讯系统故障下维持生产。

2】钢卷跟踪

跟踪系统具有如下功能：

钢卷/带钢跟踪

跟踪钢卷/带钢的移动，形成从入口鞍座到出口鞍座且包含带钢位置和信息的跟踪印象。

启动其他功能

能够在特定的时刻执行自动预设、数据采集、OPS和生产结果传送等其他功能。

钢卷跟踪段名称

段编号

段名称

定时

（入口）

入口段

开卷机上卷

焊接完成

1

焊缝通过#1焊缝检测装置

2

轧机段

焊缝通过#2焊缝检测装置

3

焊缝通过No1STD

（出口）

出口段

轧机出口剪剪切或焊缝通过

3】数据采集

实际数据由一级机采得，该功能收集并存储这些数据。

采集到的数据存入每个入口钢卷和成品钢卷的数据中并传送到三级机。

另外这些数据也用于OPS的操作指导显示和报表输出等功能。

共有两种数据收集方式：

事件收集类型

采样收集类型（定长采样）

数据采集示意图（见附图）

4】机架设定计算（数学模型）

二级计算机最重要的一个功能是计算和预设定针对控制级（如一级机）的给定控制值，以便能够得到想得到的成品钢卷规格。

设定值是通过数学模型来进行计算的.

数学模型自己不能表现出100%的物理现象；

因此，它需要通过一个学习模型（称为“自适应控制”）来进行补偿。

机架设定计算和选择预设定值的参数包括：

----轧制速度

----张力

----轧制力

----轧制分配表

----弯辊力

----AGC控制参数

设定计算的框图如下：

PDI

入口厚度

出口厚度

带钢宽度

屈服点等等

数学模型考虑到冷轧带钢时存在弹性变形区的现象。

变形抗力模型：

从入口厚度hin到出口厚度hout的平均变形抗力km

5】自适应学习

数学模型是一组描述生产工艺操作与控制规律的方程。

冷连轧的数学模型是轧制理论、控制理论与实践经验结的产物，是近似的理论模型。

因此，数学模型都不是绝对准确的，需要不断的修正提高精度。

数学模型学习的策略和任务就是通过比较计算机系统收集的实际数据与模型设定计算值之间的差异，反映出理论与实际的差别，以不断修正数学模型方程系数的方法，使数学模型逐步求精，逼近当前生产轧制的实际，从而使冷连轧机的过程控制系统获得更高的设定精度。

（1）摩擦系数学习：

根据摩擦系数模型可以得到

系数的计算式，

（6-1）

（6-2）

其中：

——第I机架摩擦系数后计算值；

——模型参数（最小摩擦系数），层别表数据；

~

——模型参数（轧制长度影响系数），层别表数据；

——模型参数（带钢速度影响系数），层别表数据；

——模型参数（标准速度），m/min们，层别表数据；

——第I机架带钢出口速度，m/min；

——第I机架工作辊轧制总长度，km；

——学习系数当前使用值；

——学习系数计算值。

（2）变形抗力模型学习

变形抗力学习只在高速和低速时学习。

变形抗力学习系数在每个钢卷都被更新，但更新后的学习系数并不是马上影响到设定计算，而是只保留在内存中。

学习计算和学习系数更新在后台不断进行，更新后的学习系数在内存中不断的更替，当所有机架一起更换工作辊时，最新的后台更新的学习系数才被应用到设定计算中。

三基础自动化

1、L1级硬件设备如下：

1】一套TDCPLC；

2】一套辅助控制S7-400PLC；

3】一套飞剪控制S7-300PLC；

4】5套液压压下控制S7-400PLC；

5】一套数据跟踪DTB；

6】3套OPS站（4台研华611工控机，4台17寸平板显示器）;

7】6套OPS站（西门子10.4触摸屏）

8】五套S7200，传动逻辑控制系统

9】主操作站（21寸显示器4台、西门子工控机2台）。

10】西门子ET200站（3000点）。

2，L1级PLC编程软件：

西门子PLC编程软件用2套STEP7（授权），9套Wincc。

3，主要功能：

1，传动控制。

2，AGC控制。

3，数据采集。

4，轧辊调零。

5，主令速度控制（点动、单动、穿带、加速、保持、减速、停机、快停、急停）。

6，入口段，出口段物流及逻辑控制。

7，辅助液压，润滑，乳化液冷却系统控制。

8，排雾、除尘、通风、排污系统控制。

9，故障报警及连锁。

4，自动厚度控制AGC：

为了达到好的厚度精度，本项目提供一下AGC功能：

1，自动位置控制APC；

2，硬特性控制BIARA；

3，辊缝监视GMN；

4，快速监视FAST;

5，辊缝前馈GFF；

6，速度补偿SPC；

7，辊缝物流GMF；

8，解耦控制NIC；

9，自动张力调节ATR；

10，自动速度调节ASR；

11，张力监视器SMN；

5，动态变规格FGC：

为了提高成材率，在不停机状态下，把一种产品规格（钢种、厚度、宽度）变换成另外一种产品规格，是连续轧机的重要特征。

过程：

1，二级机把新的轧制规程算出来；

2，钢卷到达一机架前50米，新轧制规程送入一级机；

3，启动FGC。

步骤：

1，轧机减速；

2，关闭AGC；

3，待变规格点进入一号机架时，按新的规程的辊缝和机架速度给定；

4，变更速度要保持二号和三号机架的张力恒定；

5，待变规格点进入下一机架时的步骤同上。

6，活套控制：

机组为水平活套，采用直接张力控制，保证有足够时间进行带钢接头。

四传动单元：

1】直流控制柜：

采用西门子6RA70直流控制器。

50台。

2】交流控制柜：

10台。

3】配电柜：

10台（用铜牌与电柜联接）。

五仪表：

1，测厚仪；

2，编码器；

3，张力仪；

4，压力传感器；

5，油压计；

6，辊缝仪；

7，对中装置CPC；

8，秤重仪；

9，光电传感器，接近开关；

10，热工仪表（液位、温度、流量、压力、电导、浓度、酸度等）。

11，焊缝检测装置（乙方供货）