摘 要：本文從萊鋼軋鋼廠中小型車(chē)間工藝流程、控制系統(tǒng)配置及通訊等方面介紹了ABB MASTER系統(tǒng)在萊鋼軋鋼廠中小型車(chē)間的應(yīng)用，并針對(duì)系統(tǒng)過(guò)載問(wèn)題，提出了自己的見(jiàn)解。 關(guān)鍵字：ABB Master系統(tǒng) 系統(tǒng)過(guò)載 “09”故障 一、 概述 　　萊鋼軋鋼廠中小型車(chē)間是萊鋼利用亞洲銀行貸款進(jìn)行改擴(kuò)建的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，主要成品為螺紋鋼、圓鋼、角鋼、槽鋼、彈簧扁鋼。整個(gè)車(chē)間的主體設(shè)備從加熱爐、軋線、冷床、碼垛到成品輸出全部從意大利DANIELI公司引進(jìn)，生產(chǎn)線工藝流程如圖1所示。 [align=center] 圖 1[/align] 二、 ABB Master 系統(tǒng)硬件配置 　　整個(gè)車(chē)間自動(dòng)化系統(tǒng)為二級(jí)控制系統(tǒng)，即設(shè)備控制級(jí)和信息管理級(jí)，設(shè)備控制級(jí)即一級(jí)系統(tǒng)為RMC200軋線控制系統(tǒng)，采用ABB Master Piece系統(tǒng)，由10套ABB Master Piece200/1過(guò)程站、3套Master Piece90過(guò)程站、和3臺(tái)Advant Station 500系列操作站、1臺(tái)VT340監(jiān)控站及2臺(tái)MasterAid220編程器構(gòu)成。各過(guò)程站之間的網(wǎng)絡(luò)通訊采用Master Bus 300（簡(jiǎn)稱(chēng)MB300），通過(guò)加熱爐的過(guò)程站與二級(jí)信息管理級(jí)進(jìn)行通訊。硬件配置入圖2所示，CP1為加熱爐控制室，CP2為軋線控制室，CP3為冷床控制室，CP4為碼垛及成品控制室。 [align=center] 圖 2[/align] 三、 通訊及軟件實(shí)現(xiàn) 　　ABB Master Piece200中央單元是一高性能32位微處理器。系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)在EPROM中，包括一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和一個(gè)ABB Master Piece語(yǔ)言（AMPL）執(zhí)行器。應(yīng)用軟件存儲(chǔ)在帶后備電池的RWM（讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器）中，用ABB Master Piece語(yǔ)言AMPL編寫(xiě)，這種語(yǔ)言功能強(qiáng)大，是具有圖形說(shuō)明的面向過(guò)程的功能塊語(yǔ)言，由PC元素和DB元素組成：PC元素包括5個(gè)結(jié)構(gòu)元素和若干功能元素和特殊元素，每個(gè)功能元素能看作一個(gè)具有輸入輸出的結(jié)構(gòu)單元，簡(jiǎn)單的如邏輯與（AND）、或（OR），復(fù)雜的可實(shí)現(xiàn)一完整的PID調(diào)節(jié)器，它們組合起來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)一復(fù)雜的控制過(guò)程。DB元素提供了各種各樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元：開(kāi)關(guān)量信號(hào)（DI、DO）、模擬量信號(hào)（AI、AO）、DAT元素、DS元素等等。 　　每一個(gè)MP200/1過(guò)程站通過(guò)一個(gè)DSCS140通訊板連接到MB300網(wǎng)絡(luò)上,通過(guò)MB300網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通訊板上可以設(shè)定地址開(kāi)關(guān)，據(jù)此來(lái)確定該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)上的位置。對(duì)于MP200/1與打捆機(jī)MP90的通訊,通過(guò)RMC7系統(tǒng)中的通訊板DSCS131連接至MODEM,打捆機(jī)上也分別裝一MODEM和通訊板DSCS131，由MODEM來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。在加熱爐RMC1的MP200/1系統(tǒng)中，通過(guò)DSCS150板與二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IBM Netifinity 5000 服務(wù)器通訊，二者通過(guò)GCOM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。下面以RMC2為例，簡(jiǎn)介過(guò)程站內(nèi)部、過(guò)程站之間怎樣實(shí)現(xiàn)通訊，以完成其預(yù)定的控制功能。 　　RMC2實(shí)際上包括三套PLC：RMC2、RMC52、RMC62，RMC2主要完成的控制功能有：軋制程序表的設(shè)定及存儲(chǔ)、爐前裝料設(shè)備控制（包括熱送和裝冷坯兩種情況）、爐前鋼坯測(cè)長(zhǎng)與稱(chēng)重、加熱爐出口設(shè)備控制、粗軋機(jī)主傳動(dòng)控制、粗軋機(jī)微張力控制、6#剪子控制;RMC52主要完成的控制功能有：中軋機(jī)控制（包括速度級(jí)聯(lián)、速度給定、跟蹤）、軋線模擬軋鋼測(cè)試、中軋機(jī)組的活套掃描器控制;RMC62主要完成的控制功能有：精軋機(jī)控制（包括速度級(jí)聯(lián)、速度給定、跟蹤）、精軋機(jī)組的活套掃描器控制。RMC2、RMC52、RMC62三者既需獨(dú)立完成分配給自己的控制功能，又環(huán)環(huán)相扣，互相聯(lián)鎖制約著，若中軋機(jī)組的活套掃描器控制中有差錯(cuò)，軋鋼控制系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，6#剪子立即碎斷，防止軋線堆鋼，同時(shí)，加熱爐停止出鋼，直至故障解除。 　　在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，既可通過(guò)組態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中DB元素DS（Data Set），實(shí)現(xiàn)過(guò)程戰(zhàn)間的數(shù)據(jù)通訊，也可通過(guò)PC元素中特殊元素PCC-RD和PCC-WR實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的通訊。在DS元素中，定義好“SEND”或“RECEIVE”特性端，確定其通訊性質(zhì)，還要定義好其發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的另一節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和節(jié)點(diǎn)號(hào)。對(duì)于發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)，在DS元素的輸入端REF1—REF24定義，在一個(gè)DS中允許自由混合開(kāi)關(guān)量DAT元素、整數(shù)、長(zhǎng)整數(shù)、實(shí)數(shù)，只需保證發(fā)送端和接收端的DS具有一致的描述。DS可看作一個(gè)簡(jiǎn)單的郵箱機(jī)制，對(duì)于每一個(gè)DS來(lái)說(shuō)，郵件按一個(gè)方向流動(dòng)并送往唯一目的地。“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的通訊方式實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：在發(fā)送端使用PCC-WD將需要發(fā)送的信號(hào)連接到該元素的輸入端，并給該元素一個(gè)唯一編號(hào)。在接收端，從PCC-RD的輸出端讀出接收的信號(hào)（PCC-RD的唯一編號(hào)必須與PCC-WD的相同）。PC元素所包含的布爾值（B）、整數(shù)（I）、長(zhǎng)整數(shù)（IL）、實(shí)數(shù)（R）等各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的最大數(shù)量在建立PC元素時(shí)確定，并且相對(duì)應(yīng)的一對(duì)PCC-RD和PCC-WD的各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的最大數(shù)量必須相同，發(fā)送端的PCC-WD的數(shù)量必須與接收端的PCC-RD的數(shù)量一致。 四、 系統(tǒng)頻發(fā)故障及處理 　　根據(jù)中小型車(chē)間半小時(shí)以上設(shè)備、事故的統(tǒng)計(jì)情況及生產(chǎn)記錄，可以看出2001年MP5、MP6不運(yùn)行故障和“09”故障頻出，“09”故障是PLC自檢到系統(tǒng)過(guò)載后的報(bào)警,主要是硬件方面存在問(wèn)題,包括I/O板和通訊板。RMC5若發(fā)生“09”故障，程序檢測(cè)到后將自動(dòng)鎖定程序，必然導(dǎo)致MP5不運(yùn)行;MP5不運(yùn)行是現(xiàn)場(chǎng)某些設(shè)備故障或跳電使控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，但MP5不運(yùn)行，不一定會(huì)導(dǎo)致“09”故障。各個(gè)PLC在規(guī)定的執(zhí)行時(shí)間內(nèi)，需逐一完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)、程序的掃描及相互的數(shù)據(jù)傳送，還有對(duì)系統(tǒng)中各硬件本身自檢等等，這個(gè)掃描時(shí)間是經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試后確定好的最佳時(shí)間;太小，則PLC系統(tǒng)負(fù)載大，易發(fā)生“09”故障;太大，則系統(tǒng)利用率低，造成能源的極大浪費(fèi)。 　　針對(duì)MP5、MP6不運(yùn)行故障和“09”故障，對(duì)各控制柜清掃灰塵（包括I/O板、通訊板、CPU等）并修改RMC5的PC1——-PC10程序的控制模塊CONTRM（C1,C2,C3）中參數(shù)C1，將程序的掃描執(zhí)行時(shí)間由200ms加大至400ms，在線觀測(cè)系統(tǒng)負(fù)載，系統(tǒng)負(fù)荷率主線由80%降為60%。 五、 總結(jié) 　?。?）增加對(duì)程序掃描時(shí)間，變相縮小了工作任務(wù)，可降低系統(tǒng)負(fù)載，在一定程度上避免了“09”故障發(fā)生;但對(duì)于RMC5，從正式投產(chǎn)至今，程序并未增加，相反，由于某些設(shè)備不用，其相應(yīng)的控制程序均被封鎖（例如SD18、SD12、SC18）。也就是說(shuō)，其自身的系統(tǒng)負(fù)載應(yīng)比以前有所下降。據(jù)從ABB公司查詢的有關(guān)“09”問(wèn)題的反饋信息，系統(tǒng)負(fù)載率主線在80%——-85%波動(dòng)屬于正常現(xiàn)象，若大于85%，則系統(tǒng)負(fù)載過(guò)高，易出現(xiàn)“09”故障，小于80%，對(duì)于這樣的工業(yè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，則系統(tǒng)利用率降低，造成資源浪費(fèi)。所以說(shuō)，RMC5“09”故障，關(guān)鍵還是與硬件方面有關(guān)。 　　（2）用CCL4清洗CPU管腳和通訊板管腳后，CPU系統(tǒng)負(fù)載率趨于穩(wěn)定，波動(dòng)較之以前減少，可以推測(cè)：CPU及通訊板的管腳老化對(duì)RMC5系統(tǒng)負(fù)載率增大有著最直接的影響。 　?。?）與家用的計(jì)算機(jī)一樣，如果電壓不穩(wěn)或電壓過(guò)低，計(jì)算機(jī)極易死機(jī)。因此，對(duì)于長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的工控系統(tǒng)，其CPU及各模板針腳插槽處被高溫而氧化的可能性也大大提高，從而導(dǎo)致接觸不良，電壓下降，那么對(duì)于原來(lái)的負(fù)荷，CPU工作能力下降，即原來(lái)正常的工作任務(wù)，這時(shí)也有可能執(zhí)行不了，即相對(duì)負(fù)荷率增大，造成系統(tǒng)不能正常工作。 　　因此，對(duì)PLC柜吹灰、插拔模板及用CCL4清洗管腳，都使線路恢復(fù)暢通，降低“09”故障發(fā)生率。 參考文獻(xiàn)： 1 <> 2 << CIRCUIT OF ABB INDUSTRIAL SYSTEMS>>