全集成自动化八辊五机架冷轧机组

上海欧达·海威自动化成套有限公司ShanghaiOuda-HaiweiWholeAutomationEquipmentCo.,Ltd第1页共18页全集成自动化（T1A）八辊五机架冷轧机组本系统利用西门子全集成自动化平台，以西门子全集成自动化为基础，突现了一个完整的从现场级到工厂管理级的自控系统，该系统能够降低工厂单位能耗提高产品质量及更佳的供应管理。该系统具有三个典型的特征：1．统一的组态和编程2．统一的数据管理3．统一的通信从管理级和现场控制级，T1A通讯可覆盖整个公司，性能优越的网络适应各种应用，工业以太网、Profibus以及AS-I总线。以下是该系统的详细描述：一配套设施描述：1450mm全连续式八辊五机架冷轧机组电控设备由高压配电、无功补偿、谐波滤波、整流变压器、动力变压器、低压配电、马达配电中心、不间断电源、直流电机、传动装置、基础自动化、检测仪表、各类传感器、过程控制组成。整个控制过程由L3向过程级发送每天的作业计划和相应的PDI值，过程机接受L3级的作业计划，进行机架设定值计算，向L1级提供预设定方案参数。基础自动化级接受L1级的信息后实现各类控制。主要有AGC控制、传动控制、数据采集、主令速度控制、入口段、出口段物流及逻辑控制，以及各类辅助设备的控制。上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第2页共18页二过程控制系统描述：第1章过程计算机技术文挡1、总则二级系统的一个主要功能是对一级机设定值的预设定（如轧制力、张力等等），以便要求钢卷能够轧到目标厚度，同时预设定是通过数学模型来实现的。为了克服实际轧制力和数学模型计算出来的轧制表数据的偏差，调整（学习）功能投入使用，让轧制表数据能够从实际轧制力中学习，等等。PDI计划从三级计算机系统那儿接收到，产品计划的编制通常由三级机来执行。在PLC系统中，轧制工艺的功能控制根据由二级机发出来的设定值来执行。（详细描述见自动功能部分）二级机的其他重要功能是控制信息的处理。该功能通过HMI接口提供了工艺界面，如和产品有关的记录和统计信息。这些信息服务帮助我们优化产品控制来提高工厂的操作水平。2、过程计算机（二级机）硬件说明计算机型号和尺寸仅作为一个参考给出。到计算机硬件和软件订货时，硬件和软件的型号和尺寸将会被更新到买方给出定单时的流行版本.管理控制计算机1】、西门子工控机2台2】、喷墨打印机1台3】、Wincc编程软件2套上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第3页共18页系统网络1】现场级：Profibus—Dp12Mblt介质：西门子DP网络线2】基础自动化级：H1以太网100Mblt介质：光纤3】过程级：TCP/IP以太网100Mblt介质：光纤3、基础软件规格书计算机型号和尺寸仅作为一个参考给出。到计算机硬件和软件订货时，硬件和软件的型号和尺寸将会被更新到买方给出定单时的流行版本.1】系统平台操作系统：Windows2000数据库平台：MSSQLServer2000系统平台选用原因Windows2000是一个功能强大网络操作系统，这是结合了Windows98和WindowsNT4.0的优良特性和功能于一身的Microsoft研发的新一代产品。在系统的综合可靠性和网络管理功能上都有很大的提高。通过Windows2000Server操作系统达到了软件业很少实现的一个目标：提供一种同时具有改进性和创新性的产品。改进性表现为Windows2000建立于WindowsNT4.0操作系统的良好基础之上；创新性表现为Windows2000Server设置了操作系统与Web、应用程序、网络、通讯和基础设施服务之间良好集成的一个新标准。上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第4页共18页SQLServer2000是一项全面完整的数据库与分析产品。从借助浏览器实现的数据库查询功能到内容丰富的扩展标记语言（XML）支持特性均可有力地证明。与此同时，SQLServer2000还在可伸缩性与可靠性方面保持着多项基准测试纪录，而这两方面特性又都是企业数据库系统在激烈市场竞争中克敌致胜的关键所在。无论以应用程序开发速度还是以事务处理运行速度来衡量，SQLServer2000都堪称最为快捷的数据库系统，而这恰恰是该产品成为灵活首选解决方案的原因所在。它有高度的可伸缩性和可靠性，使用SQLServer2000可以获得非凡的可伸缩性和可靠性。通过向上伸缩和向外扩展的能力，SQLServer满足了苛刻应用程序要求。向上伸缩。SQLServer2000利用了对称多处理器(SMP)系统。SQLServerEnterpriseEdition最多可以使用32个处理器和64GBRAM。向上扩展SQLServer2000利用了对称多处理器(SMP)系统。SQLServerEnterpriseEdition最多可以使用32个处理器和64GBRAM。可用性。通过增强的故障转移群集、日志传送和新增的备份策略，SQLServer2000达到了最大的可用性。2】开发平台操作系统：Windows2000Server数据库系统：MSSQLServer2000开发工具：VisualStudio.NETEnterpriseArchitect开发技术：C、C＋＋、C#项目管理：MSProject2000上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第5页共18页开发平台选择原因VisualStudio.NET是唯一一个从一开始就是为Windows应用服务创建的开发环境。通过允许应用程序通过网络沟通和共享数据。VisualStudio.NET和Windows应用服务提供简单、灵活、基于标准的模型，允许开发人员从新的和现有的代码汇编应用程序，而与平台、编程语言或对象模型无关。系统的中间软件层和核心算法模块采用C静态链接库的形式编码，在保持最高效率的同时又保证了开发和维护的灵活性。VisualC++是由Microsoft开发的一种高级编程语言，由于它是从C中派生出来，因此具有C的灵活高效功能，同时有具备开发超大规模系统的能力。由于是Microsoft公司的产品，它又同VB一样简单，可以显著的降低开发和调试周期，我们在国内两套中厚板厂成功第实施了两套过程控制系统，均由VisualC++开发，从而在实时性和开发开发维护效率之间获得了平衡。C#是由Microsoft开发的一种新型编程语言，由于它是C和C++的超集，因此具有保持较高运行效率的同时实现组件框架的功能。我们的实践证明，C#是开发.NET框架应用程序的最好语言，我们将在PC终端应用上部署.NET灵活高效的应用程序。MicrosoftProject2000是全球最普及的专案管理软体。代表Microsoft公司在专案管理上的新里程碑。MicrosoftProject的安装基础，MicrosoftProject2000是针对整个客户层投入无数研发后的结果，它提供几个主要新增功能和加强功能。MicrosoftProject2000让知识工作者能够灵活上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第6页共18页协同运作计划、追踪专案，并提供计划所需的结果。它是组织大型软件项目所需的规划工具。此外，新的相关产品MicrosoftProjectCentral与MicrosoftProject2000密切运作。MicrosoftProjectCentral是Web型协同作业工具，允许专案人员之间双向通讯，也允许每个人(即使桌面上没有MicrosoftProject2000)存取资料。MicrosoftProjectCentral将使用MicrosoftProject2000让更多的使用者存取专案管理。4、系统软件----实时文件系统（RDB）----进程管理（TASK）----数据联路管理（PLCLINK）----数字IO管理（DIOMNT）----通讯管理（LANMNT）----报警管理（ALMMNT）----终端管理（OPSMNT）MI-RT内核内存管理进程管理文件管理进程通讯中断管理定时器管理输入输出管理网络管理任务管理微程序/硬件系统软件框架系统功能配置图上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第7页共18页本系统使用固定优先级策略来管理处理器调度。为了实现调度策略，采用了“优先级”和“份额”的概念。1)固定优先级调度法则各线程分属于不同的优先级，优先级值越大的线程越是优先分配CPU资源。例如：当一个低优先权的线程正在运行时，另一个高优先权的线程转变为准备状态，则CPU的执行权传给高优先级的线程并把低优先级的线程放在等待队列的头部。线程的优先级在在线程创建时设定，除非使用系统调用setpriority()声明否则不会改变（这种情况不适于为提高实时性而采用的优先级继承功能）。相应的，当高优先级的线程运行时低优先级的线程永远不会获得优先权。2)基于份额的调度法则如果线程具有相同的优先级，则采用基于分额的调度法则。份额意味着对CPU执行权限的控制限度。当一个线程执行了很久并消耗了由份额值所规定的时间，它将被占先，CPU的调度权移交到同等优先级的另一线程。被占先的线程被放置在同等优先级的队列尾部5、应用软件----PDI数据输入（PDI）----钢卷跟踪（TRACKING）----实时数据采集（DTGMNT）----CRT显示/输入（CRTMNT）----班组管理（SHIFTMNT）上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第8页共18页----换辊（ROLLMNT）----带钢轧制力调节（利用数学模型）的机架设定功能----针对轧制力自适应补偿功能----Oracle工艺数据采集和分析仓库----和三级机的数据链接----和PLC的数据链接----轧制报表以模型为核心的过程控制系统LEVEL-2ON-LINEDataMODELData(Oracle8i)MODELServerMODELClientMODELClientMODELClientL3计划管理PLCLEVEL1OPSOPSOPS上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第9页共18页1】原始数据输入（PDI）在这儿，主要执行的功能有：----PDI在线从三级机接收----PDI离线从HMI手动输入----修改/删除PDI数据（a）总则本功能主要用来进行和钢卷产品有关的技术数据的输入。PDI信息应该在钢卷到达开卷机前到达。所有针对机架控制的预设定数据是基于PDI数据的，只有PDI数据是按照正确格式和可用的情况下，这些数据才被接受。每个钢卷必须有一套PDI数据（b）PDI内容PDI内容是基于以下的描述。内容的详细定义和格式将在详细设计阶段最终确定。基本上，PDI应该包括钢卷的如下信息：#原料验证码#原料类型#原料代码#原料宽度过程机存储足够的生产数据，保证在通讯系统故障下维持生产。上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第10页共18页2】钢卷跟踪跟踪系统具有如下功能：钢卷/带钢跟踪跟踪钢卷/带钢的移动，形成从入口鞍座到出口鞍座且包含带钢位置和信息的跟踪印象。启动其他功能能够在特定的时刻执行自动预设、数据采集、OPS和生产结果传送等其他功能。钢卷跟踪段名称段编号段名称定时(入口)入口段开卷机上卷(入口)入口段焊接完成1入口段焊缝通过#1焊缝检测装置2轧机段焊缝通过#2焊缝检测装置3轧机段焊缝通过No1STD(出口)出口段轧机出口剪剪切或焊缝通过3】数据采集实际数据由一级机采得，该功能收集并存储这些数据。采集到的数据存入每个入口钢卷和成品钢卷的数据中并传送到三级机。另外这些数据也用于OPS的操作指导显示和报表输出等功能。共有两种数据收集方式：事件收集类型采样收集类型(定长采样)数据采集示意图（见附图）上海欧达·海威自动化成套有限公司八辊五机架冷轧机组第11页共18页4】机架设定计算（数学模型）二级计算机最重要的一个功能是计算和预设定针对控制级（如一级机）的给定控制值，以便能够得到想得到的成品钢卷规格。设定值是通过数学模型来进行计算的.数学模型自己不能表