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軋鋼TDC控制系統功能和特點
信息來源： 發布時間：2012-09-25 13:58:16 點擊次數：0
本軋線L2過程控制級的核心內容在于各種軋鋼數學模型包括粗軋模型、精軋模型、板形模型、CTC模型和自學習模型等。主要功能包括：板坯初始數據及軋制計劃管理、加熱爐數據跟蹤、軋制節奏計算、設定計算、模擬軋鋼和軋輥數據及生產數據管理和歷史數據管理，還可以生成班報、日報、工程記錄和生產報告(包含質量分類報告) 等各種類型的報表。
中間件（Middle Ware）是過程控制系統的核心支撐軟件，是L2級應用軟件的開發平臺和運行環境。其主要作用是屏蔽硬件平臺和操作系統的差異性以及底層操作系統的復雜性，使應用程序開發人員面對一個簡單而統一的開發環境，降低過程自動化應用軟件開發和維護的復雜性。主要功能模塊包括：實時數據文件管理(RDFM)、進程間通訊管理(IPC)、外部通訊管理(HubWare)、日志報警管理(Logger)、數據庫連接管理(DBLinker)、HMI變量管理(TagCenter)和進程管理(TaskWatch)等
L1基礎自動化級主要功能包括：微張力控制、可逆軋制控制、熱卷箱控制、飛剪控制、精軋速度控制、液壓活套高度及張力控制、液壓HAPC控制、精軋液壓HAGC控制、板型控制ASC、終軋溫度控制、卷取溫度控制（CTC）、卷取速度張力控制、液壓助卷輥自動踏步控制（AJC）等。眾所周知，熱連軋系統的復雜性和高速性主要體現在精軋區和卷取區的控制上。僅精軋區六個機架就集中了六十多個高速閉環控制回路，而且還有大量的解耦計算，同時還要實現前饋、反饋和各種補償控制算法。這都需要功能強大的處理器的支持。而西門子TDC控制器正好可以滿足這種需求。
TDC的CPU采用64位RISC技術設計，可嚴格保證100微秒的最短采樣周期，運算功能極其強大，其PI調節器的計算時間大約為1～3微秒，可以滿足熱連軋“高速控制”的要求。同時TDC的CPU具有5個循環時鐘周期，可以根據控制任務性質的不同將它們分配在不同的循環周期內。對于快速回路如HAPC、HAJC等控制功能放在T1周期內，對于HAGC等控制策略和各種補償及解耦計算可以放在T2和T3周期內，而對通訊接口的處理可以放在T4周期內。如此一來不僅保證了對精軋液壓壓下、卷取機助卷輥液壓缸部件2～4ms的快速閉環控制，還有效的減輕了CPU的負荷率。分布式TDC控制系統站點間通過GDM交換數據，與區域其它控制器和畫面系統使用快速以太網通訊，與遠程I/O和傳動通過DP網通訊。編程人員通過MPI網或DUST1協議對分布式系統中各個TDC的程序進行調試和維護。這樣的設計取得了很好的控制效果。圖4為現場實測控制效果曲線，可以看出3mm的帶鋼厚度偏差在30μm內的達到96.53％。
中間件（Middle Ware）是過程控制系統的核心支撐軟件，是L2級應用軟件的開發平臺和運行環境。其主要作用是屏蔽硬件平臺和操作系統的差異性以及底層操作系統的復雜性，使應用程序開發人員面對一個簡單而統一的開發環境，降低過程自動化應用軟件開發和維護的復雜性。主要功能模塊包括：實時數據文件管理(RDFM)、進程間通訊管理(IPC)、外部通訊管理(HubWare)、日志報警管理(Logger)、數據庫連接管理(DBLinker)、HMI變量管理(TagCenter)和進程管理(TaskWatch)等
L1基礎自動化級主要功能包括：微張力控制、可逆軋制控制、熱卷箱控制、飛剪控制、精軋速度控制、液壓活套高度及張力控制、液壓HAPC控制、精軋液壓HAGC控制、板型控制ASC、終軋溫度控制、卷取溫度控制（CTC）、卷取速度張力控制、液壓助卷輥自動踏步控制（AJC）等。眾所周知，熱連軋系統的復雜性和高速性主要體現在精軋區和卷取區的控制上。僅精軋區六個機架就集中了六十多個高速閉環控制回路，而且還有大量的解耦計算，同時還要實現前饋、反饋和各種補償控制算法。這都需要功能強大的處理器的支持。而西門子TDC控制器正好可以滿足這種需求。
TDC的CPU采用64位RISC技術設計，可嚴格保證100微秒的最短采樣周期，運算功能極其強大，其PI調節器的計算時間大約為1～3微秒，可以滿足熱連軋“高速控制”的要求。同時TDC的CPU具有5個循環時鐘周期，可以根據控制任務性質的不同將它們分配在不同的循環周期內。對于快速回路如HAPC、HAJC等控制功能放在T1周期內，對于HAGC等控制策略和各種補償及解耦計算可以放在T2和T3周期內，而對通訊接口的處理可以放在T4周期內。如此一來不僅保證了對精軋液壓壓下、卷取機助卷輥液壓缸部件2～4ms的快速閉環控制，還有效的減輕了CPU的負荷率。分布式TDC控制系統站點間通過GDM交換數據，與區域其它控制器和畫面系統使用快速以太網通訊，與遠程I/O和傳動通過DP網通訊。編程人員通過MPI網或DUST1協議對分布式系統中各個TDC的程序進行調試和維護。這樣的設計取得了很好的控制效果。圖4為現場實測控制效果曲線，可以看出3mm的帶鋼厚度偏差在30μm內的達到96.53％。