美国ge公司dm2000系统在小型连轧厂的应用

《美国ge公司dm2000系统在小型连轧厂的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《美国ge公司dm2000系统在小型连轧厂的应用（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 冶金 自动化 2 0 0 4 年增刊美国G E公司D M2 0 0 0系统在小型连轧厂的应用姚德馨， 刘茂松， 丁祖铮( 合肥钢铁股份有限公司 小型连轧厂， 安徽 合肥 2 3 0 0 1 1 ) 摘 要 本文介绍了 美国G E 公司D M2 0 0 0 系统在小型连轧厂的 应用， 主要包括系统的组成和通信、 主要的控制功能及系 统特点。 该系统具有优秀的结构、 实时可靠的通信网络， 可以完成各种不同的控制功能， 系统具有适应性强、 软件重用性 好、 易于使用和故障查找的特点。 关键词 控制系统; 小型连轧; 实时通信; 软件重用; 故障诊断1 轧制工艺简介合钢小型连轧厂轧线机械设备是 1

2、9 9 9 年从意大利 D A N I L I E公司引进， 计算机控制系统是从美国 G E公司引进的D M2 0 0 0 系统， 其工艺布置简图如图1 所示。B段入A段入 炉辊道 炉辊道料 架 三段链打包机 输送辊道 收集链涪加热飞剪活套2 tt 飞剪图1 工艺布It整个轧钢生产线分为炉区、 主轧线及精整部分。钢坯由上料台架经人炉辊道送到加热炉加热， 通过 加热炉的步进梁从人炉口 送到出炉口， 加热后的红坯经输出辊道被送往主轧线。主轧线由1 8 架平立交 替的轧机及三个飞剪组成， 分为粗轧， 中 轧， 精轧三组， 1 # - 6 ” 主电机为3 5 0 k W, 7 # - v 1 0 “

3、主电机为4 5 0 k W, 1 1 # -1 8 ” 主电机为6 5 0 k W, 1 8 “ 机架最大出口 速度为1 8 m / s 。 按照不同的轧制表可以轧制1 0 4 0 m m的圆钢或螺纹钢， 红坯在主轧线被轧制成型后经3 # 飞剪剪成一定的倍尺， 然后通过裙板辊道送往冷 床。 一定倍尺的成品在冷床冷却对齐后， 由冷床输出小车及成层链成层后按照给定的根数输送到冷床输 出辊道， 接着送到冷飞剪被剪成一定的定尺， 经过三段链分离计数， 按一定的根数送收集筐分包， 再由输 送辊道送打包机自 动打包称重， 最后被传输辊道送到收集链由行车吊装到成品库。“系 挤 组 成组成系统的主要装置有U

4、C 2 0 0 0 , D C 2 0 0 0 , A C 2 0 0 0 , O C 2 0 0 0 , MM2 0 0 0 、 工程师站、 现场的G I O模块。 U C 2 0 0 。 是系统的主控制单元， D C 2 0 0 0 , A C 2 0 0 。 分别为直流传动和交流传动装置， O C 2 0 0 0 为操作员控 制台， M M2 0 0 。 为人机界面， 工程师站是编程界面， 被G E 称为T o o lB o x 的编程工具就运行在工程师站的 Wi n d o w s N T之上， G I O模块是安装在现场的与传感元件或执行机构相连的输人输出模块。U C 2 0 0 0

5、 , A C 2 0 0 0 , D C 2 0 0 0 上的操作系统为Q N X , MM2 0 0 0 的操作系统为L y n x O S ， 该操作系统是以U N I X为内 收稿日 期 2 0 0 4 -0 2 - - 2 5 ; 仁 修改稿收到日 期 2 0 0 4 - 0 4 - 0 8 作者简介 姚德馨( 1 9 6 6 一) ， 男， 安徽合肥人， 工程师， 硕士研究生， 主要从事冶金设备的计算机控制和企业信息化工作。1 1 1( 冶金 自动化 2 0 0 4 年增刊核的实时操作系统。控制系统的结构简图见图2 0图2 控制系统图合钢小型连轧厂的计算机控制系统有7 个U C 2

6、0 0 0 ， 分别称为F U A U X , M U S P D , MU A U X , MU -H Y D , MU S H R , C U C B和C U C S H。整个轧线有 2 5 台直流传动D C 2 0 0 0 , 2 3 台交流传动A C 2 0 0 0 。其中主轧线1 8 台主传动， 6 台3 8 0 k W, 4 台4 8 5 k W, 8 台7 0 0 k W; 3 台飞剪主传动分别为2 0 5 k W, 2 4 3 k W,4 4 5 k W; 冷剪的上下剪刃和摆动剪的3 个传动装置分别为5 2 2 k W, 5 2 2 k W, 2 7 6 k W; 还有冷床传动

7、装置1 6 5 k W。 交流传动A C 2 0 0 。 用于加热炉炉内人炉辊道、 炉内出炉辊道、 裙板辊道、 成层链、 成层小车、 抽出小车、 冷床输出辊道、 冷剪前辊道、 冷剪后辊道二 三段链、 收集筐、 传输辊道、 收集链等的控制和调速; 现场和操作室有3 2 个 ) C 2 0 0 0 主要用于现场和操作室的手动操作。现场共有2 0 0 0 多个I / O点， 包括模拟量、 数字量的输人和输出。系统的通信是通过三个通信网络即以太网、 D L A N +网和G E N I U S 网实现的。以太网传输速率为 1 0 Mb / s ， 在以太网上连有 U C 2 0 0 0 , MM2 0

8、 0 0 , WI N D O WS N T计算机。通过以太网在WI N D O WS N T计算机组态的控制软件可以下装到响应的U C 2 0 0 0 上， P C机也可以在线实时监控U C 2 0 0 0 的运行状态和从其他网络采集的信号。MM2 0 0 0 服务器从D L A N 十网上采集的控制系统的状态和事件、 报警信息可以在以太网上发布， 被 MM2 0 0 0 客户端计算机和P C机监听显示。通过以太网根据MM2 0 0 0 上的报警事件可以获得详细的诊断信息。D L A N +网是A R C N E T网的G E修改版， 采用 I E E E 8 0 2 . 4 标准。可以有两

9、个活动的H U B ( 集线 、 器 ) 组 成 菊 花 链 形 态， 最 多 可 以 有2 5 5 个 节 点 ， 最 大 传 输 距 离 有3 8 0 m ， 使 用A R C N E T 网 卡 ， 传 输 速 率 为2 . 5 Mb / s 。网上的设备主要有 U C 2 0 0 0 , D C 2 0 0 0 , A C 2 0 0 0 , O C 2 0 0 0 和一个MM2 0 0 0 o MM2 0 0 0 不占 用节点地址， 它的Mo d l o g g e r 卡只是监听D L A N +网上的信息。U C 2 0 0 0 , D C 2 0 0 0 , A C 2 0 0

10、 0 , O C 2 0 0 0 之间可以实现数据的实时通信， 控制单元和传动装置之间是一个有机的整体， 它们之间有跨控制单元或传动装置的全局信号。M M2 0 0 0 上的事件信息也是从D L A N +上采集的。G E N I U S 网是现场传感器经1 / O模块到控制单元U C 2 0 0 0 的媒介， 是一种隐形令牌网， 连接在上面的设备有G I O模块、 现场控制站( 包括总线接口 单元B U S I N T E R F A C E U N I T ， 简称 B I U和最多可达8个I / O模块) 、 U C 2 0 0 0 。每个G E N I U S 网包括 U C 2 0

11、0 0 在内最多可以有 3 2 个节点， 传输速率为1 5 3 . 6K b / s ， 传输距离一般为8 8 9 m。 如果传输速率设置降到3 8 . 4 K b / s ， 最大传输距离可以 超过1 1 4 0 m 。每个U C 2 0 0 。 可以带两个G E N I U S网， P C 机上的G E T O O L B O X软件可以灵活配置G I O模块; 可以实时监视G E N I U S 网的状态; 可以实时显示G I O点的数据; G I O模块的自 诊断信息也可以通过G E N I U S网送到U C 2 0 0 0 上， 被 T O O L B O X软件显示。3 主要控制

12、功能该系统主要控制功能有加热炉步进梁控制、 级联速度控制、 活套控制、 起停式飞剪控制、 冷摆剪控制。1 1 2( 冶金 自动化 2 0 0 4 年增刊3 . 1 加热炉步进梁的控制步进梁由动梁和固 定梁组成， 步进梁的横移步距为2 8 0 m m， 上下行程距离为1 8 0 m m 。步进梁的上 升和下降由两个液压缸传动， 前进和后退由一个液压缸传动。步进梁的运动由六个电磁阀和一个流量阀 来控制， 两个编码器分别用于测量上下和横移液压缸的位置。步进梁的运动速度通过流量阀控制的流量 来决定。流量阀开口 度的大小由一个比例放大器的输人电压控制。对于控制系统只需控制给定电压即 可控制步进梁的速度。

13、步进梁的控制由U C 2 0 0 0 完成。 3 . 2 级联速度控制级联速度控制通过D C 2 0 0 0 实现， 通常轧线上以出口 机架的速度为基准， 该基准速度是手工设置的， 其它机架的D C 2 0 0 0 都可以通过网络来获得这个速度， 然后根据轧制表， 以基准速度的一定百分比 设置 本机架的速度。调整某一机架的速度时， 其上游机架的速度要作相应的调整， 而下游机架的速度保持不 变。3 . 3 活套控制活套控制的目的是消除机架之间可能存在的张力， 使得棒材不因为张力而变形， 从而影响钢材的质 量。活套控制主要包括起套、 落套和套量的控制。当本机架咬钢后， 下一个机架开始咬钢， 加一定

14、的延时 后开始起套; 本机架处于咬钢状态、 且前一个机架开始由咬钢状态转变为空载状态时， 加一定延时后开始 落套。 机架的咬钢信号是根据机架电机的电流超过一定的值来判断。活套套量是通过D C 2 0 0 0 中的位 置环的控制来实现， 活套扫描器扫描活套高度获得位置信号， 然后以活套设置高度为目 标位置， 经位置控 制环来保持一定的套量。 3 . 4 起停式飞剪控制我厂整个轧线共有三个起停式飞剪， l a 剪, 2 # 剪主要用于切头、 切尾和碎断， 3 ” 剪除了用于上述功能 外， 还用于倍尺剪切。由U C 2 0 0 0 完成的控制有: 进行轧件跟踪和测长、 根据轧件的速度动态设定剪切速

15、度、 向D C 2 0 0 0 发送剪切命令。 D C 2 0 0 0 是剪子的传动装置， 起停式飞剪不剪切时处于停止位， 接到剪切 命令时， 按照设定的速度进行剪切， 然后定位在停止位。 3 . 5 冷摆剪的控制冷摆剪用于把移动或静止的棒材剪切成定尺长度， 冷摆剪的传动主要包括上剪刃电机、 下剪刃电机、 摆动剪电机以及它们的传动控制装置。冷摆剪的传动轴上装有一个编码器， 用于测量摆剪剪刃的角度。 与冷摆剪的控制有关的辊道有冷床出口 辊道、 冷剪人口辊道、 冷剪出口 辊道。在冷床出口辊道和冷剪出 口 辊道中有一些磁性辊， 用于防止成层棒材在辊道上打滑， 磁性辊的磁力大小可以调整。冷剪人口辊道

16、电机上装有编码器， 用于测量棒材的长度。 冷剪出口 辊道的速度比 冷剪人口 辊道的速度快 1 0 %左右， 目 的在于拉开剪切前、 后棒材的距离。 控制上下剪刃电 机的两个传动装置为主从式传动， 一个是主传动， 另 一个跟随。摆动电机通过曲柄与摆动体相连， 摆动电机速度和与棒材速度同步， 使得用于剪切移动棒材 时， 剪刃速度与棒材保持一致。4 系统的特点4 . 1 适应性表现为它拥有内容丰富适应不同控制要求的模块库。模块库分为两部分， 一个部分称为标准模块 库， 提供了一般控制系统中要求的通用控制模块; 另一部分称为应用模块库， 提供了某一具体应用领域里 的 控 制 模 块， 例 如: 冶 金、 造纸 等等。 系 统的 控制模块库是以关 . t r e 的 形式存 储的， 女 9 果需要加人 新的 控 制模块， 把它加人到* . t r e 文件中， 通过输人这些文件就可被系统使用。因此， 对于一些新的控制要求可 以很容易地通过编写新的控制模块以适应不同的控制要求。 4 . 2 软件的可重用性该系统中U C 2 0 0 0 的软件结构呈层次结构