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1、前言
江蘇沙鋼集團(tuán)沙景寬厚板廠是中國第二條5M寬厚板軋機(jī)工程，其主體設(shè)備由VAI-UK公司引進(jìn)，主作業(yè)線電氣設(shè)備由瑞典ABB公司提供。該工程分為兩期建設(shè)，一期生產(chǎn)規(guī)模為140萬噸/年；二期將增設(shè)一號冷床、熱處理線等配套設(shè)施，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)展到200萬噸/年。一期工程于2006年12月全部建成投產(chǎn)，至今運(yùn)行狀況良好。 
產(chǎn)品以管線板及船用板為主，其它還有機(jī)械、建筑、鍋爐容器、模具等鋼板，專用板約占90%左右。
TCS系統(tǒng)是奧鋼聯(lián)公司(以下簡稱VAI)自主開發(fā)的一套工藝控制系統(tǒng), 廣泛應(yīng)用在國際上各條中厚板軋機(jī)生產(chǎn)線。沙鋼5M寬厚板軋機(jī)也使用了這套工藝控制系統(tǒng)，本文從以下幾個方面展開介紹TCS系統(tǒng)。

2、 TCS控制系統(tǒng)的構(gòu)成


? ·控制中心通過工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP）與工程師站、操作員站以及其他PLC、檢測儀表裝置進(jìn)行信息交流；
? ·通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)與專用檢測裝置以及專用節(jié)點(diǎn)通訊，例如板形儀、軋機(jī)操作站等要求速度較快的站點(diǎn)；
? ·直接與AGC位移傳感器高速通訊。
? ·控制中心的組成主要分為VME 框架、交換機(jī)、接線單元，其中VME框架為控制中心的核心部分，如下圖所示。



主要組成：
? ·CPU：奔三系列，最多可以裝四個CPU板。每個板子上集成有顯卡、網(wǎng)卡、USB、鼠標(biāo)鍵盤和232接口等。這些都是小型接口可以通過轉(zhuǎn)接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換；在此模板上有一塊RAM用與數(shù)據(jù)存儲。從左面開始第一塊為主CPU，主CPU要啟動HDD而其他CPU只要啟動RAM即可。
? ·模擬量、數(shù)字量輸入輸出模板以及計(jì)數(shù)模板：主要是用于對外界設(shè)備的直接控制。
? ·通訊卡
? ·電源模板
? ·光驅(qū)模板：用于安裝系統(tǒng)和軟件
? ·信息存儲：包括一塊HDD
? ·系統(tǒng)信息顯示模板：對系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以顯示故障信息。

3、 現(xiàn)場設(shè)備及功能介紹
（1）軋機(jī)機(jī)械壓下系統(tǒng)
主軋機(jī)機(jī)械壓下是帶離合器的電動壓下，由兩臺電機(jī)傳動，當(dāng)TCS得到PCS(二級系統(tǒng))的給定參考輥縫后進(jìn)行計(jì)算，得到一個目標(biāo)位置值，然后給傳動發(fā)出動作指令，安裝在壓下螺絲上的位移傳感器對把軋機(jī)機(jī)械壓下的行程實(shí)時(shí)地反饋給TCS，TCS系統(tǒng)根據(jù)反饋的位置值來改變給壓下電機(jī)的速度給定，使之能夠正確地到達(dá)目標(biāo)位置，機(jī)械壓下的位置精確值可達(dá)到0.05mm.，如下圖所示：



（2）HAGC液壓缸
HAGC液壓缸安裝在主軋機(jī)底部,傳動側(cè)和操作側(cè)各一只，負(fù)責(zé)對設(shè)定輥縫的精確調(diào)整和補(bǔ)償，由4個安裝在液壓缸內(nèi)部的SONY位移傳感器給TCS系統(tǒng)反饋HAGC液壓缸的實(shí)際位移量。當(dāng)TCS在得到每一道次的輥縫參考后計(jì)算出液壓缸的行程，再根據(jù)前一道次反饋的AGC補(bǔ)償值進(jìn)行綜合計(jì)算，最后給液壓缸伺服閥±10mA的電流給定值，來動作HAGC液壓缸。如此不斷地進(jìn)行計(jì)算、給定、補(bǔ)償，最終達(dá)到理想的控制效果。如下圖所示：



圖3
（3）工作輥彎輥
工作輥彎輥分為上彎輥和下彎輥，上彎輥安裝在支撐輥的軸承座上，共有8個。下彎輥安裝在軋機(jī)牌坊的中間塊上，也有8個。TCS系統(tǒng)通過控制彎輥缸的動作來調(diào)整工作輥的輥型，最終達(dá)到控制鋼板的凹凸度到一個理想的狀態(tài)。當(dāng)TCS在每一道次得到PCS（二級系統(tǒng)）的給定彎輥力后，通過計(jì)算來得到彎輥伺服閥的初始電流給定值，然后根據(jù)每一道次不同的彎輥力給定來改變給定的電流值。如下圖所示幾種彎輥的控制形式：



以上三部分是對軋機(jī)輥縫進(jìn)行精確控制的核心部分。軋機(jī)電動機(jī)械壓下、HAGC液壓缸和彎輥缸在得到各自的給定值后都會朝參考給定值來執(zhí)行，先是壓下動作，然后HAGC液壓缸動作，最后是彎輥缸，在軋機(jī)咬進(jìn)板坯后作用。如下圖所示為軋機(jī)壓下控制的整個過程



4、 軟件功能介紹
TCS軟件都是集中安裝在工程師站中。TCS畫面監(jiān)控采用LABVIEW軟件來進(jìn)行，通過RDS系統(tǒng)(實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過RDL服務(wù)器將全局地?cái)?shù)據(jù)修改，可以迅速地在LabVIEW和LogiCAD交換)傳輸現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，故障信息等。而LOGICAD軟件則是整個TCS系統(tǒng)的后臺軟件部分，主要是用于對硬件組態(tài)、通訊、在線調(diào)試修改等。TCS系統(tǒng)在通用的LogiCAD基礎(chǔ)上加入了工業(yè)控制模塊，增加了部分特殊功能。這些模塊主要為Probas軟件。曲線監(jiān)控軟件安裝的是PDA軟件，其中的IBA曲線跟蹤圖對現(xiàn)場信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄，是工藝控制過程優(yōu)化和生產(chǎn)的故障分析的依據(jù)。

5、 結(jié)束語
此控制系統(tǒng)從調(diào)試運(yùn)行以來，性能極其穩(wěn)定，系統(tǒng)操作方便，維護(hù)簡單，故障報(bào)警信息日趨完善，方便了操作維護(hù)人員及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和掌握設(shè)備運(yùn)行情況。

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1771-CD          1771-CE          1771-CL2
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