A-B控制技术在首钢2160热轧介质系统中的应用获奖科研报告

A-B控制技术在首钢2160热轧介质系统中的应用获奖科研报告

摘

要：本文在消化迁钢2160热轧介质系统AB控制技术的基础上，通过分析和研究，介绍了迁钢2160热轧介质系统中AB现场总线技术、ControlLogix控制系统，并就AB控制系统的优点进行了论述。结合生产实际，对AB控制系统在迁钢2160热轧介质系统应用中的典型故障进行分析与研究，确定造成AB控制系统在实际应用中的故障原因主要包括：人为操作原因，系统设计缺陷，设备硬件损坏，造成区域介质系统全部或部分停止运行，给生产带来了很大的影响。解决方法：通过对设备操作规程的修订，控制系统的优化，检修标准的完善极大减少了AB控制系统在应用中故障率，提高了系统运行的稳定性，AB控制系统智能性、高效性和灵活性的特点得到了充分发挥，对提高热轧生产效益起到了巨大的作用。

关键词：介质系统，现场总线，故障，优化

一、A-B控制技术说明

迁钢2160热轧生产线于2006年底正式投入生产，主轧线自动化控制系统由西门子公司设计和制造，介质系统电气自动化部分采用AB控制技术。生产线设备布置如图1所示[1]。

迁钢2160热轧介质系统主要指轧线液压润滑系统，共使用两套AB（罗克韦尔）控制系统，分别用于粗轧区和精轧卷取区液压润滑系统自动控制。

二、迁钢2160热轧介质控制系统

1、迁钢2160热轧介质系统智能MCC控制系统

迁钢2160热轧介质智能MCC系统主要包括：粗轧区MCC控制系統、精轧区MCC控制系统、卷取区MCC控制系统。现场设备由普通/变频电动机、电动和气动阀门以及加热器回路等组成，实现对现场液压润滑系统循环回路和主供油回路的油液供给和各种保护处理。智能MCC柜采用AB成套设备，包含多种现场智能设备，智能MCC网络结构如图2-1示[3]。

智能MCC通过内置在柜内的DeviceNet通讯电缆与基础自动化PLC系统实现通讯，网络速率设置为250kb/s，DeviceNet网络介质采用五线制电缆，包括2根信号线，2根24V电源线和1根屏蔽线。通过DeviceNet网络实现对现场液压润滑泵、加热器的控制。

2、迁钢2160热轧介质系统智能MCC典型特点

采用DeviceNet网络技术，减少了控制电缆、PLC现场I/O点。智能MCC在柜体结构中内置了DeviceNet通讯电缆并贯穿整个MCC组，每面柜内垂直线槽预留了DeviceNet接口，从该接口引至电机控制单元。DeviceNet通讯电缆用于传输控制数据，有效地减少PLCI/O模块和中间继电器数量[4]。

采用新型接口模块，接口模块自带DeviceNet网络接口。介质系统中，智能MCC自带接口模块的元件有3类：软起动器、DSA模块、E3-PLUS智能热继。

将硬件、软件和网络紧密结合，实现了MCC的实施监控和与车间级网络的有机结合。与传统MCC的一个显著的区别，智能MCC的监视软件提供了相当重要的设备级诊断功能[5]。

3、迁钢2160热轧介质PLC控制系统

迁钢2160热轧介质系统主要主要是轧线液压润滑系统，使用两套AB控制系统，用于完成设备的联锁控制，并对介质的温度、压力、流量及液位进行检测。

粗轧区液压润滑系统包括：侧压机液压站、低压液压站、粗轧高压液压站、粗轧稀油站、粗轧油膜润滑站。粗轧液压润滑系统共用一套ABPLC系统，安装在粗轧过程站。液压润滑站各安装机旁箱一台，用于实现信号采集和机旁操作。机旁箱内CNB模块与PLC之间通过Controlnet网络来通讯[6]。

精轧区液压润滑系统包括：低压液压站、高压液压站、稀油润滑站、油膜润滑站。精轧液压润滑系统使用一套ABPLC系统，安装在精轧过程站。卷取液压润滑系统包括：液压站、稀油润滑站、集中加排油站及卷取提升泵站。卷取液压润滑系统与精轧系统同使用一套ABPLC系统。

（1）PLC系统硬件配置

处理器：1756-L62内存4M，配带电池1756-BA2;

机架：PLC柜使用1756-A13（13槽）、机旁控制柜使用1756-A7（7槽）和1756-A10（10槽）;

数字量输入模块：1756-IB32（32点）;

数字量输出模块：1756-OB32（32点），工作电压为10-31.2V直流、正常输入电压为24VDC;

模拟量输入模块：1756-IF16（16点）、1756-IF8（8点），支持电流输入（0-20mA）或电压输入（±10V、0-5V、0-10V）、信号精确度达到±0.05%（电压输入）或±0.15%（电流输入）;

模拟量输出模块：1756-OF4（4点），输出信号为0-20mA或±10V可选、信号精确度达到±0.05%;

通讯模块：ControlNet网络通讯模块1756-CNB、EtherNet/IP网络通讯模块1756-ENBT、Profibus-DP通讯模块SST-CLX-PFB。

（2）PLC系统通讯网络

系统采用AB的ControlLogixPLC、配多个ET-200M工作站，系统网络结构如图2-2所示：

上位机和PLC系统之间采用EtherNet通讯方式，上位机分别安装在生产操作台和工程师站;PLC系统与ET200柜之间采用ControlNet通讯方式，ET200柜主要用于现场信号采集和机旁设备操作;MCC与MCC之间采用DeviceNet通讯