原创 GE Fanuc PACSystems在邯郸、津西钢厂的应用

GE Fanuc PACSystems在邯郸、津西钢厂的应用
近年来,由于汽车工业、建筑工业、交通运输业发展，使得市场对热轧带钢的需求量不断增加，与此同时对产品的质量要求，如几何尺寸（主要是厚度、宽度精度）和机械性能（带钢的强度和韧性）也不断提高。
不断提高的生产工艺对带钢热连轧自动化控制系统的要求也不断提高，现代轧钢自动化的特点如下：
(1)要求快速控制。由于控制对象是机电、液压系统，要求快速控制。现代轧机设备控制及工艺参数控制的周期一般为6～20ms。液压位置控制或液压恒压力控制系统的控制周期为2～3ms，这和以热工参数（温度、压力、流量）为主的生产过程相比，控制周期约快20～40倍。
(2)控制功能众多而且集中。以带钢热连轧精轧机组为例，7个机架上集中了近10个机电设备的位置控制，20多个液压位置或恒压力控制，自动厚度控制（前馈、反馈、偏心补偿及监控AGC），自动板形控制（前馈及反馈闭环自动板形控制），主速度（级联）控制，6个活套高度、活套张力控制，精轧机组终轧温度控制，自动加减及顺序控制，总共将近55个回路，因此要求采用多控制器。
(3)功能间相互影响。由于众多功能最终的影响都将集中到精轧机轧辊、轧件之间的变形区，因此功能间相互影响显著。例如：当自动厚度控制系统调整压下，控制厚度时，必将使轧制力发生变化，从而改变轧辊辊系弯曲变形而影响辊缝形状，最终影响出口断面形状和带钢平直度（板形），而当自动板形控制系统调整弯辊控制断面形状及平直度时，必将改变辊缝形状而影响出口厚度。
又如，当终轧温度控制改变机架间喷水或加速度时，必将使各机架轧制温度变化，最终又将会影响到出口厚度和板形。因此功能间要相互协调，相互传递补偿信号。
(4)多个功能需共享输入和输出模块。例如：AGC和APC都是用输出控制信号控制液压压下；活套高度控制和主速度级联都是控制主电机速度；AGC和ASC都需要轧制力
信号等。
前两个特点要求控制系统采用处理能力强的快速CPU，并采用多控制器系统，而后两个特点是要求系统具有高速通讯能力。
因此具有快速处理能力、多个控制器及控制器与控制器间的高速通信能力，将是配置带钢热连轧分布式计算机控制系统所必须考虑的问题，由此必将构造出一类特殊配置的计算机控制系统。
PACSystems RX7i系列PLC具有高性能处理器，其特点如下：
(1)CPU采用高性能的Pentium III处理器（300MHZ 或700MHZ）；内嵌10/100M自适应高速以太网卡，采用标准RJ45接口，方便连接；并可采用EGD方式通讯，快速可靠。
(2)采用基于标准的VME64的机架，并有4倍于现有机架背板速率，提高性能的同时也提高了扩展性能，支持包括系列90-70 I/O和VMIC产品在内的所有标准的VME模块，同时也支持第三厂家生产的VME模块。
(3)CPU内存达10MByte，可以存储大容量程序、变量说明和注释，便于维护。
(4)支持多达32Kbits的数字量I/O以及各32Kwords的模拟量I/O.
(5)支持模块化编程，可支持多达512个程序块，每个块最大128KB。
(6)支持高效率运行的C语言块（32位C编译器，每个块可达128KB）。
(6)Windows下的高度集成编程环境CIMPLICITY ME，支持丰富的变量类型和功能块，方便组态和编程调试。
(7)可采用高速的光纤内存映象网，通讯波特率可达170Mb/s～1200Mb/s，最快数据更新时间小于1ms。
PACSystems RX7i系列PLC全面提升整个自动化系统的性能，完全满足现代热轧生产的要求。因此，在邯郸纵横850mm和河北津西850mm中宽带热连轧工程中选用该产品作为粗轧、精轧位置、主速度活套和卷取PLC控制器，系统配置如下图所示。
16口 Switch HUB 8口 Switch HUB
8口 Switch HUB
8口 Switch HUB 24口 Switch HUB 8口 Switch HUB
操作员站 : 150
Alpha : 100
Printer
监控站 : 151
HMI 211 : 152 HMI 221 : 153 HMI 311 : 154
GENIUS 网
GE90-30
Versamax
202#站
210#站 : 180
OPD-12
炉区1#控制器
GENIUS网
RX7i
Versamax
303#站
310#站 : 181
OPD-31
粗轧区控制器
HMI 451 :157 HMI 452 : 158
精轧操作室
入炉操作室 出炉操作室 粗轧操作室
RT-NET 内存映象网 精轧位置控制器
G7辊道 G8辊道
2#
上夹送辊
2#
下夹送辊
1#
DC助卷辊
2#
DC助卷辊
1#
卷取机卷筒
2#
卷取机卷筒
Versamax
501#站
OPD-52
Versamax
502#站
OPD-53
HMI 530 : 162 HMI 531 : 163
卷取操作室
850mm中宽带热连轧控制系统配置图
Versamax
OPD-21
203#站
420#站 : 184
430#站 : 185
PROFIBUS-DP网
510#站 : 188 520#站 : 189
410#站 : 183
高压水控制器
GE90-30
440#站 : 187
Versamax
407#站
精轧F1E及F1
换辊操作台
精轧换辊控制器
Versamax
OPD-51
Versamax
精轧F2及F3
换辊操作台
Versamax
精轧F4及F5
换辊操作台
Versamax
精轧F6及F7
换辊操作台
卷取区
1#控制器
卷取区
2#控制器
精轧电气室
EES 400 : 161
卷取电气室
EES 500 : 164
302#站
Versamax
OPD-54
说明：(以炉区为例) 1、HMI211 ： 162 表示炉区第一个画面，IP地址为 : 192.168.0.162； 2、210#站 ： 180 表示炉区1#控制器，IP地址为 : 192.168.0.180； 3、PROFI-BUS网中2102#站表示区域号为2，DP网号为1，该站站号为02。主站地址统一设为0或1其他站以此类推。
精轧
测压仪
AC
drive
2122#站
PROFIBUS-DP网
2101#站
DC
drive
2103#站
DC
drive
AC
drive
推钢机
出钢机
移动
A1辊道 A2辊道
AC
drive
B1辊道
2124#站 2125#站 2128#站
Versamax
粗轧换辊台
OPD32
AC
drive
3123#站
AC
drive
3121#站
AC
drive
3122#站
AC
drive
D1辊道 D2辊道 D3辊道 D4辊道
3131#站
AC
drive
D5辊道
3128#站
F7主传动
F6主传动
LP1活套 LP2活套 LP3活套 LP4活套 LP5活套 LP6活套
4209#站
F2主传动
DC
drive
F3主传动 F4主传动
DC
drive
DC
drive
F5主传动
DC
drive
DC
drive
DC
drive
4201#站
DC
drive
DC
drive
DC
drive
DC
drive
DC
drive
DC
drive
4213#站
F1主传动
4203#站 4204#站 4205#站 4206#站
4210#站 4211#站 4212#站
F1E主传动
DC
drive
DC
drive
4214#站
GE90-30
Versamax
OPD-43
Versamax
402#站
OPD-41
Versamax
OPD-42
403#站
Versamax
各液压站控制器
GE90-30 RX7i RX7i
精轧飞剪控制器
精轧速度控制器
GENIUS网
I/O 高压水远程I/O
320#站 : 182
Versamax
PROFIBUS-DP网
各润滑站控制器
404#站
GENIUS网
PROFIBUS-DP网
DC
drive
飞剪
AC
drive
4124#站
AC
drive
4122#站
AC
drive
4123#站
AC
drive
E1辊道 E2辊道 E31辊道 E32辊道
4101#站 4121#站
PROFIBUS-DP网
RX7i RX7i
HMI 453 : 159
GENIUS网
AC
drive
AC
drive
AC
drive
AC
drive
AC
drive
AC
drive
5222#站 5223#站 5224#站 5225#站 5228#站
AC
drive
5203#站
DC
drive
DC
drive
DC
drive
DC
drive
DC
drive
DC
drive
G1辊道 G2辊道 G3辊道 G4辊道 G5辊道
5221#站
5207#站 5208#站 5209#站 5210#站 5214#站
AC
drive
2129#站
C1辊道
DC
drive
3105#站
DC
drive
3103#站
DC
drive
3104#站
DC
drive
立辊侧压
传动侧
平辊压下 回松装置
3101#站 3106#站
DC
drive
粗轧立辊
主传动
立辊侧压
操作侧
AC
drive
A4辊道
AC
drive
A3辊道
空压站
4207#站
5227#站
4、GENIUS 201 ， 2 为区域号，表示炉区，01为GENIUS站的站号，主站统一设为31号站。
Versamax
503#站
Versamax
406#站
换辊扩展I/O
PROFIBUS-DP网
VE2侧压
操作侧
DC
drive
4302#站
VE2侧压
传动侧
DC
drive
4301#站
4349#站
AC
drive
5226#站
G6辊道
AC
drive
4125#站 4126#站
AC
drive
E4辊道
（含后夹）
精轧除鳞前
夹送辊
1#
上夹送辊
1#
下夹送辊
DC
drive
DC
drive
5201#站 5202#站
X2
X2
4208#站
4215#站
3134#站
AC
drive
D6辊道
X4 X4
G9辊道
AC
drive
5229#站
2121#站
Versamax
温度监控控制器
HMI 000 :156
调度室
EES 300 : 155
粗轧电气室
粗精轧PLC室
CES 401 : 160
Versamax
201#站
OPD-11
AC
drive
A5辊道
2126#站
AC
drive
2127#站
A6辊道
X5 X3 X3 X3
1#导向辊
AC
drive
2#导向辊
AC
drive
5230#站 5231#站
粗轧
测压仪
3149#站
测厚仪
460#站 ：170
S7-200
3141#站
粗轧平辊
主传动
F1主传动 F2主传动 F3主传动 F4主传动 F5主传动 F6主传动 F7主传动
4241#站 4242#站 4243#站 4244#站 4245#站
S7-200
4246#站 4247#站
S7-200 S7-200 S7-200 S7-200 S7-200 S7-200
1#
卷取机卷筒
2#
卷取机卷筒
5241#站 5242#站
S7-200 S7-200
X2 X2
DC
drive
回转台
2104#站