[align=center]SIEMENS TDC系統(tǒng)在濟(jì)鋼中板軋機(jī)中的綜合應(yīng)用 李德松 陳錦標(biāo) 段文宇 李偉 于美麗 李曉輝 （濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司 中板 250101）[/align] 摘要： 本文講述了液壓AGC在軋鋼工藝中的原理，SIEMENS TDC的特點(diǎn)及其軟硬件功能，濟(jì)鋼中板廠在原來(lái)電動(dòng)壓下的基礎(chǔ)上改造設(shè)計(jì)液壓壓下，整合了粗軋、精軋兩軋機(jī)壓下系統(tǒng)，并詳述了其應(yīng)用后的情況。 關(guān)鍵詞： 液壓AGC SIEMENS TDC 軋機(jī) 一、液壓AGC在軋鋼工藝中的原理 中厚鋼板質(zhì)量指標(biāo)中，厚度的尺寸精度和厚度在全長(zhǎng)上的均勻性，以及板型好壞都是十分重要的。近些年來(lái)，為了盡量縮小鋼板的厚度偏差、保證厚度的均勻性，防止?jié)撛诘暮捅憩F(xiàn)的板形不良，在中厚鋼板生產(chǎn)中采用了一系列新的控制和檢測(cè)技術(shù)。中厚鋼板軋制過程是軋機(jī)與軋件相互作用的過程，軋機(jī)受力產(chǎn)生彈性變形，軋件受力產(chǎn)生塑性變形，兩者的狀況可以用彈塑性曲線（P-H圖）來(lái)進(jìn)行描述，將彈塑性曲線與塑性曲線繪制在同一坐標(biāo)之內(nèi)，即得到了軋制狀態(tài)下的彈塑性曲線。因此，可以說(shuō)如何有效利用軋制狀態(tài)下彈塑性曲線來(lái)控制鋼板厚度和板形，是現(xiàn)代軋制工藝的一個(gè)重要課題。 以軋制狀態(tài)下的彈塑性曲線為基礎(chǔ)，在實(shí)際的厚度控制過程中，通過測(cè)厚儀、測(cè)壓儀、輥縫儀等檢測(cè)手段對(duì)軋制過程中的軋件厚度（入口或出口的厚度）進(jìn)行間接或直接的測(cè)量，并將實(shí)測(cè)值與給定的目標(biāo)值進(jìn)行比較?？刂葡到y(tǒng)將比較后的偏差信號(hào)進(jìn)行處理后，輸出控制信號(hào)，指揮壓下系統(tǒng)動(dòng)作，使出口厚度被控制在所要求的偏差范圍之內(nèi)。這就是中厚鋼板軋制厚度控制原理。 為了實(shí)現(xiàn)軋制厚度的要求，在中國(guó)軋鋼行業(yè)經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐并總結(jié)出，采用液壓AGC系統(tǒng)能夠很好的解決鋼板厚度軋制工藝要求，這項(xiàng)技術(shù)具有輥縫位置自動(dòng)控制（APC系統(tǒng)）、厚度自動(dòng)控制（AGC系統(tǒng)）、糾偏的軌跡系統(tǒng)、軋制力過載保護(hù)系統(tǒng)和快速抬輥系統(tǒng)。 二、濟(jì)鋼中板液壓AGC改造方案 濟(jì)鋼中板廠于2004年初在精軋機(jī)上投用了液壓AGC，控制系統(tǒng)選用西門子控制器—SIMADYN D；由于SIMADYN D控制器是西門子十多年前的產(chǎn)品，備件采購(gòu)及系統(tǒng)維護(hù)都不方便，決定對(duì)精軋控制器硬件系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。結(jié)合粗軋AGC項(xiàng)目，將兩套軋機(jī)AGC控制系統(tǒng)合二為一，共用一套TDC系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)粗、精軋的液壓AGC控制：即只需在粗軋AGC控制系統(tǒng)TDC控制器的基礎(chǔ)上，增加少量的模板，如此不僅降低了硬件投資，而且也更利于粗、精軋AGC系統(tǒng)的優(yōu)化協(xié)調(diào)工作，從而取得更好的控制效果。 三、TDC系統(tǒng)概述和特點(diǎn) 3.1 為了實(shí)現(xiàn)液壓AGC的工藝要求，控制系統(tǒng)采用SIMATIC TDC （SIMATIC Technology and Drive Control），即工藝和驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)。它是一種多處理器自動(dòng)化系統(tǒng)，擅長(zhǎng)解決處理復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)、控制和通訊任務(wù)，是對(duì) SIMATIC S7 理想的擴(kuò)充。組態(tài)和編程使用SIMATIC 工具進(jìn)行，是西門子全集成自動(dòng)化理念中的一部分。TDC由一個(gè)或多個(gè)模板機(jī)架組成，多處理器運(yùn)行方式可以實(shí)現(xiàn)性能的幾乎無(wú)限制擴(kuò)展。 SIMATIC TDC采用自由組態(tài)、模塊化的設(shè)計(jì)思想，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)便于擴(kuò)展。系統(tǒng)可以快速實(shí)現(xiàn)閉環(huán)和開環(huán)控制、算術(shù)運(yùn)算以及系統(tǒng)監(jiān)視和信號(hào)通訊等功能。SIMATIC TDC擁有一套完整的模塊化硬件和軟件設(shè)計(jì)模式，能夠保證硬件滿足各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。SIMATIC TDC尤其適用與相互關(guān)聯(lián)的高精度控制系統(tǒng)。 SIMATIC TDC系統(tǒng)采用STEP/CFC組態(tài)語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)用戶界面十分友好，易與操作和掌握，適合于從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的控制系統(tǒng)的要求。簡(jiǎn)單任務(wù)可以組態(tài)在一個(gè)功能包中，較復(fù)雜的任務(wù)則可由幾個(gè)功能包共同完成。對(duì)于復(fù)雜的功能，可由幾個(gè)處理器組合在一個(gè)SIMATIC TDC控制單元中來(lái)完成；更高級(jí)的系統(tǒng)則由幾個(gè)SIMATIC TDC控制單元組合在一起，通過通訊連接交換數(shù)據(jù)來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 SIMATIC TDC采用的是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（固定時(shí)隙為25 µs），采樣速度很快（最短為100µs），強(qiáng)大的循環(huán)處理，高達(dá)5種采樣時(shí)間（T1～T5）；能夠處理周期任務(wù)（T0）和中斷（I1～I(xiàn)8八級(jí)中斷）任務(wù)?；诨静蓸訒r(shí)間T0，可以定義5種采樣時(shí)間的周期任務(wù)（T1～T5）以處理不同實(shí)時(shí)性要求的任務(wù)，其中T1～T5與T0的關(guān)系是SIMATIC TDC的處理機(jī)制如下圖所示，這樣的任務(wù)處理機(jī)制能夠滿足實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的要求。 3.2 SIMATIC TDC的突出特性： 􀁺 （1）模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，硬件可擴(kuò)展； 􀁺 （2）采樣時(shí)間間隔短，可達(dá)100us，特別適用動(dòng)態(tài)控制任務(wù)； 􀁺 （3）中央處理器采用64位結(jié)構(gòu)，具有最大性能； 􀁺 （4）同步多處理器運(yùn)行，每個(gè)機(jī)架最多可有20個(gè)CPU； 􀁺 （5）可最多同步耦合44個(gè)機(jī)架，可以同時(shí)836個(gè)CPU同步運(yùn)行； 􀁺 （6）使用STEP7組態(tài)工具進(jìn)行圖形化組態(tài)：連續(xù)功能圖（CFC）和順序功能圖（SFC）； （7）標(biāo)準(zhǔn)的一致性使用，例如PROFIBUS DP、工業(yè)以太網(wǎng)和SIMATIC WinCC，使得 SIMATIC TDC 的使用非常方便。 四、軋機(jī)AGC系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 4.1 粗軋機(jī)AGC系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 單機(jī)架粗軋機(jī)AGC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與精軋機(jī)AGC結(jié)構(gòu)相同，由下列部分組成： 1） 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng) 2） 過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 3） 監(jiān)控系統(tǒng) 4） 操作臺(tái) 5） 檢測(cè)儀表 6） 執(zhí)行系統(tǒng)包括液壓缸、壓下傳動(dòng)系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)中原定系統(tǒng)為SIEMENS的SIMADYN D系統(tǒng)，根據(jù)目前技術(shù)進(jìn)展情況，將該系統(tǒng)改型為SIEMENS的TDC系統(tǒng)，該系統(tǒng)性能比SIMADYND系統(tǒng)強(qiáng)多倍，是目前SIEMENS公司的主流控制器。原設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)為單用戶WINCC，改為SERVER/CLIENT方式的WINCC系統(tǒng)，即設(shè)置一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行WINCC SERVER和WINCC 64KRC，在精軋和粗軋操作臺(tái)各設(shè)置1臺(tái)WINCC CLIENT，運(yùn)行WINCC 128點(diǎn)RT。 4.2 精軋機(jī)AGC系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 精軋機(jī)AGC系統(tǒng)由下列部分組成： 1） 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，升級(jí)為SIEMENS公司的TDC 2） 過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由HP公司服務(wù)器承擔(dān)，主要任務(wù)是進(jìn)行精軋機(jī)的規(guī)程設(shè)定計(jì)算 3） 監(jiān)控系統(tǒng)，由SIEMENS的單用戶WINCC監(jiān)控系統(tǒng)承擔(dān) 4） 操作臺(tái)（利舊） 5） 檢測(cè)儀表（利舊） 6） 執(zhí)行系統(tǒng)包括液壓缸、壓下傳動(dòng)系統(tǒng)。 4.3 軋區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)整合后的結(jié)構(gòu) 在本次升級(jí)過程中將粗軋精軋兩套系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，共用一套TDC控制器，整合為一個(gè)完整的系統(tǒng)。具體方案如下： 1. 精軋控制系統(tǒng)與粗軋控制系統(tǒng)共用一套TDC。 2. 粗軋和精軋共用一套過程計(jì)算機(jī)，運(yùn)行規(guī)程設(shè)定軟件，對(duì)整個(gè)軋區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定，并由過程計(jì)算機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行節(jié)奏控制。 3. 過程顯示系統(tǒng)WINCC也運(yùn)行在一臺(tái)服務(wù)器上，目的是粗軋和精軋運(yùn)行同一套顯示畫面，可使兩個(gè)操作臺(tái)同時(shí)相互監(jiān)控。 4. 對(duì)整個(gè)軋區(qū)的數(shù)據(jù)管理也整合為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。 5. 系統(tǒng)控制柜共用一個(gè)，便于系統(tǒng)布線及維護(hù)。 6. 操作臺(tái)利舊。 整個(gè)軋區(qū)系統(tǒng)示意圖如下： 經(jīng)過整合的系統(tǒng)在功能上與原系統(tǒng)方案一致，由于形成了整體的系統(tǒng)架構(gòu)，一方面功能分配合理性增強(qiáng)，此外還統(tǒng)一了與其他系統(tǒng)的通信渠道。 五、結(jié)束語(yǔ) 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工完成后，由于采用了強(qiáng)大穩(wěn)定的SIMATIC TDC控制系統(tǒng)，以前經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，上位機(jī)死機(jī)等情況得到了徹底的解決?，F(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)、傳感元件信號(hào)直接進(jìn)TDC控制系統(tǒng)，大大減少了由于現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境引起的信號(hào)干擾、線路損壞等設(shè)備故障。上位機(jī)通訊采用的是服務(wù)器—客戶機(jī)連接，上位機(jī)只是簡(jiǎn)單的接收和發(fā)送過程，其余的工作都由服務(wù)器來(lái)完成，所以網(wǎng)絡(luò)速度得到大幅度的提升。整合后兩機(jī)架采用一套控制系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)量大大減少，降低了系統(tǒng)購(gòu)置成本以及備件庫(kù)存成本。同時(shí)兩軋機(jī)的軋制數(shù)據(jù)還可共享使用，操作人員可以很方便的了解到目前的壓下制度，速度制度，溫度制度和輥型制度，可以根據(jù)鋼板的技術(shù)要求、原料條件、溫度條件和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，來(lái)確定各道次的實(shí)際壓下量、空載輥縫和軋制速度等參數(shù)，并在軋制過程中加以修正和應(yīng)變處理，達(dá)到充分發(fā)揮設(shè)備潛力、提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、操作方便、設(shè)備安全的目的。 Discuss The Application of siemens TDC system in jigang steel rolling LI DESONG CHEN JINBIAO DUAN WENYU LIWEI YU MEILI LI XIAOHUI （Jigang Group Co.,Ltd zhongban 250101） Abstract: This article introduced that the theory of Hudraulic AGC in the steel rolling technics. The hardware and software feature of Siemens TDC,The change from Motor screwdown to Hudraulic AGC in jigang . Combining Rough mill and finishing mill in screwdown system. The condition of application. Keywords: Hudraulic AGC SIEMENS TDC Rolling mill 作者簡(jiǎn)介： 李德松 男 工學(xué)碩士 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)馬來(lái)西亞中板廠 中級(jí)工程師 主要從事軋鋼行業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和電氣傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施和維護(hù)。 陳錦標(biāo) 男 工學(xué)學(xué)士 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)中板廠 高級(jí)工程師 主要從事軋鋼行業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和電氣傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理。 通訊方式： 地址：山東濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司中板廠動(dòng)力車間 郵編：250101