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1、天铁冷轧培训专用系列教材目 录冷轧轧机TDC控制系统一 硬件和组态二 系统软件1. 处理器功能简介2. COMMON FUNCTIONS 通用功能3. MASTER FUNCTIONS 主令功能:4. STAND1-STAND5 机架控制系统1-5冷轧轧机TDC控制系统 一 硬件和组态TDC工业控制系统西门子公司SIMADYN D的升级换代产品，也是一种多处理器并行远行的控制系统。典型的TDC控制系统的配置是由电源框架、处理器摸板、I/O摸板和通讯摸板搭建构成。电源框架含21个插槽，最多允许20个处理器同时运行。框架上方的电源可单独拆卸，模板不可带电插拔。CPU551是TDC控制系统的中央处理
2、器，带有一个4M记忆卡，程序存储在记忆卡内，电源启动时被读入CPU551中执行。可通过在线功能对处理器和存储卡中的程序作同步修改。SM500是数字量/模拟量输入/输出模板,更换时注意跳线.CP50MO是MPI/PROFIBUS通讯摸板，更换时需要使用COM-PROFIBUS软件对其进行组态的软件下装。CP5100是工业以态网的通讯摸板，更换时注意插槽跳线。CP52A0是GDM通讯模板。GDM是不同框架的TDC之间进行数据交换的特有通讯方式，不同框架的TDC通过光缆汇总到GDM内，点对点之间的通讯更加直接，传输速度更快。 TDC控制系统的硬件需要在软件程序中进行组态和编译，然后下装到CPU中。二
3、系统软件包钢薄板厂冷轧轧机区域TDC控制系统按框架分为以下三个功能： 21 处理器功能简介1 COMMON FUNCTIONS 通用功能：处理器1：SIL: 模拟功能 SDH: 轧制参数管理IVI: 人机画面 处理器2：MTR: 物料跟踪系统 WDG: 楔形调整功能处理器3: ADP: 实际值管理2 MASTER FUNCTIONS 主令功能:处理器1: MRG-GT: 轧机区域速度主令处理器2: THC-TH: 轧机厚度控制入口区域处理器3: THC-TX: 轧机厚度控制出口区域处理器4: SLC: 轧机滑差计算 ITG: 张力计接口处理器5: LCO-LT: 轧机区域生产线协调 3 STA
4、ND1-STAND5 机架控制系统1-5处理器1: CAL: 机架标定 SCO: 通讯接口 MAI: 手动干涉 ITC: 机架间张力控制处理器2: SDS: 机架压下系统处理器3: RBS: 机架弯辊系统 RSS: 机架串辊系统处理器4：REC： 轧辊偏心补偿（F1专有） FLC： 板形控制系统（F5专有）以下将对每个功能中的笔者阅读过并认为重要的处理器的程序作说明，对于没有阅读和非重要的仅作简单介绍。22 COMMON FUNCTIONS 通用功能通用功能中的模拟功能冷轧未使用，SDH（轧制参数管理）和ADP（实际值管理）是专门针对过程计算机的。SDH负责接收来自过程计算机的轧制参数并分析归
5、类后下发给相关的TDC或PLC执行。ADP则是将其它控制系统传送过来的现场的实际值汇总后发给过程计算机。物料跟踪系统MTR（Material tracking system）是一条承上启下的控制环节，负责对整个酸轧生产线上的带钢作全程跟踪，并触发带钢经过区域的控制设备向过程计算机请求对应的控制参数并将现场控制过程的部份实际值反馈给过程计算机，以及处理生产过程中的分卷和断带问题。221 MTR控制的理念每个热轧原料卷都有自己的一个固定的卷号如6DD16855111D00。当这个原料卷被录入过程计算机的生产计划时，过程计算机视生产过程会自动生成唯一的物理卷号6DD16855111D001，并赋予它
6、一个唯一的逻辑卷号如7200。基础控制级的跟踪过程都是以这个逻辑卷号作为跟踪和传递的对象，对过程计算机的参数请求和实际值反馈都以这个唯一标识进行接收和发送的。当一个全新的热轧带卷被吊入酸轧机组入口的步进梁鞍座时，对鞍座监视的光栅信号会反馈给入口的控制PLC通过通讯传入物料跟踪系统，触发向过程计算机的请求逻辑卷号的进程。过程计算机根据轧制计划确定当前带钢的物理卷号和逻辑卷号并将逻辑卷号下发给物料跟踪系统，同时将该带钢的参数（卷径、宽度、长度、卷重、钢种等）和轧制参数（轧机的压下量分配，主传动的转速分配等）下发给基础级的参数储存管理系统SDH，等待其它基础级控制系统的调用。当带钢入生产线，物料跟踪
7、系统负责向经过区域内的控制系统提供当前的逻辑卷号，控制系统以逻辑卷号为标识去参数存储管理系统调用自己的轧制参数。现场的实际值被实际值存储管理系统ADP采集整理后反馈给过程计算机。过程计算机将根据实际值反馈对轧制参数进行修改，修改后的轧制参数重新下发。SDH会将重新计算后的轧制参数单独存储并面向所有处理器广播修改轧制参数的带钢的逻辑卷号，每个处理器对本区域内正在处理的带钢的逻辑卷号进行对比，发现相同后重新向SDH进行新的轧制参数调用。系统的硬件构成 物料跟踪系统的现场的硬件点只有四个焊缝检测装置，需要的参数基本来自于对其它处理器的数据通讯。系统的软件 酸轧生产线从入口焊机到出口的滚筒剪被分成14
8、个速度区域，每个区域有一个配属的监控模块MTR01B，每个监控模块有自己的单独的存储区域和地址指针。带钢的逻辑卷号在这14个监控模块中传递和跟踪。每个MTR01B模块可以跟踪5条带钢，整个跟踪区域最多可以同时跟踪20条带钢。MTB01 是入口焊机的跟踪模块，也是14个监控模块中的起始模块，下面我们以它为例进行说明。 BE和BA是环网通用存储区域的地址指针，前一个模块的BA指向后一个模块的BE，指针在对TDC的初始内存管理中就已经被定义和固化了。SE1初始模块必须定义为零，SE2来自于环网终止监控模块的SA2；SA1指向下一监控模块的SE1，SA2初始模块不输出。V是本区域内的唯一的带钢通过的速
9、度值。本模块的速度V取自入口1#张紧辊的线速度值。PO1和PO2 是该模块监控的区域范围，以对应焊机的距离作为参照。前一模块的终止位置PO2是下一模块的起始位置PO1，以保证跟踪的连续性。本模块的PO1为零说明以焊机为起点。I1/2、MO1/2、TY1/2、FZ1/2、WA1/2、WE1/2是本区域内的两个跟踪校正装置的信号和参数。I是校正信号的数字量信号输入。MO模式参数分为从0到6共七种：0. 不连续模式不强制加载1. 不连续模式强制加载2. 连续模式（焊缝检测仪或孔检测装置）3. 穿带模式强制加载4. 尾出模式强制加载5. 穿带模式不强制加载6. 尾出模式不强制加载强制加载：带钢跟踪不等
10、待HMD热金属检测仪的信号不强制加载：带钢跟踪等待HMD热金属检测仪的信号校正装置可以是热金属检测仪、焊缝检测装置或孔检测装置。FZ是校正装置的实际位置，WA和WE分别是校正功能的起始和终止位置。以我们通常采用的模式2：连续的焊缝检测方式进行说明。校正信号I为孔检测装置的反馈信号，正常状态下为以脉冲信号，取上升沿有效。当带钢头部通过校正装置的规定的WA和WE之间的检测范围内，校正装置没有收到上升延信号即认为跟踪故障并将跟踪的状态字YF中的相关位置。S和R是对带钢的置位和复位命令。MNI是带钢跟踪内部赋予的随机生成的1-20内部卷号作为校验，BAS是将要被置位或复位的带钢的逻辑卷号。SHD是BA
11、S对应带钢的设定头部位置，STL是BAS对应带钢的设定尾部位置。REN是对带钢重新命名，NBA和NIN是重新命名后的带钢逻辑卷号和内部卷号。当带钢进入焊机焊接以后，它就进入了这14个环组成的跟踪区域。带钢跟踪会向过程计算机发出逻辑卷号为BAS的带钢焊接完毕的信号，同时向SDH系统寻找该逻辑卷号的带钢长度。将SHD置为0，将STL置为带钢长度，同时将S置位，录入新的跟踪带钢。对本区域的带钢的跟踪取决于带钢长度和本区域的唯一带钢通过的速度值V。对V作积分与本区域的监控范围PO1和PO2作比较即可精确得出带钢头部或尾部位于本区域的实际位置。当积分值显示带钢尾部超过本区域的监控范围PO2时说明带钢进入
12、下一区域，本区域的带钢跟踪结束。当带钢跟踪发生错误需要改正时，我们使用同步（同步synchronization）的功能。需要删除带钢时，物料跟踪将要删除的带钢的逻辑卷号置入BAS，内部卷号置入MNI,将R置位。带钢自动在跟踪中被删除。但相邻两根带钢的首尾位置不变。若要将两根带钢首尾相连接或改变带钢的跟踪位置时，只要将带钢的卷号置入BAS、MNI同时将更改后的带头带尾位置置入SHD和STL，对S置位。MTR01B的输出Q表示在PO1与PO2的范围内至少有一根带钢受到监控，RM1-RM5显示区域内最大能跟踪的5根带钢的内部卷号，F1A、F1N和F2A、F2N对应两个校正装置。F1A是校正装置的信号
13、反馈输出，F1N显示上一根通过校正区域的带钢的内部卷号。NR1-NR5显示监控范围内的带钢的逻辑卷号。YF和YF2是跟踪的状态字。区域内的设备对跟踪的调用使用ANX0FB模块。ANXB0F的地址ACD来自本区域的MTR01B的公用存储器的地址指针BA。ACD是该设备在跟踪区域内的精确位置。通过跟踪可以得到：QA指示是否有带钢经过该设备，AID指示通过带钢的逻辑卷号。ACL 显示当前带钢通过该设备的行程，ARL表示当前带钢剩余部分的行程。B0=1触发向SDH请求AID指示的逻辑卷号的带钢的轧制参数的下发。焊机与出口以外的跟踪以带卷传输的位置为单位单独进行的。如步进梁上的每个鞍座，带卷运输车，卸卷
14、小车等。以酸洗1#开卷机的上卷小车为例进行说明。SNC010是一个选择模块，根据数字量输入I1-I8决定输出Y取自模拟量输入X1-X8的哪一个。I1-I8无输入时输出Y自保持。I1-I8的信号分别为：I1，步进梁上卷信号。I2，开卷机卸卷信号，I3，画面手动输入信号。I4，SAVEPC信号（跟踪断电记忆自恢复系统）。X1-X8的模拟量分别为：X1，步进梁3#鞍座上卷号（逻辑）。X2，1#开卷机卷号。X3，手动输入的卷号。X4，SAVEPC中记忆的卷号。I1-I8经或逻辑后进入SNC040模块，SNC040模块的Y输出连接到LOC010块的SET置位点上，SNC010的Y输出连接到LOC010的
15、IDE点上。跟踪模块LOC010的工作原理为：以自动上卷条件下为例。步进梁向上卷小车运卷时，步进梁每完成一个周期的动作会向SNC010的I1发送1信号选择步进梁3#鞍座的逻辑卷号进入LOC010的IDE点，同时通过SNC030将SET点置1。LOC010根据SET信号将输出点ID的旧带钢卷号替换为新的IDE点输入的卷号。LOC010的RES复位功能与置位相仿，是删除输出ID的卷号并置零。输入点BUF是新带钢的参数存储地址。OCC点表示有无卷号被跟踪。FLT是故障报警。同步功能。冷轧区域的自动上卷功能暂时未能实现，因此必须使用同步功能。所谓同步功能就是一种打破跟踪内部的环网，强行向里增加或者删除带钢卷号的功能。同时，同步对处理因带钢跟踪错误所引起的故障是非常有帮助的。同步功能仍以入口焊机和出口滚筒剪分为入口同步、线上同步和出口同步。以线上同步为例对同步功能的具体操作步骤描述如下:工在WINCC画面点击overplant,点击右下角的synchronistation按钮,出现三个同步按钮:Entry, Line, Exit。点击Line后出现上图。POR1和
