榮獲“2005年度工控及自動(dòng)化領(lǐng)域優(yōu)秀案例”有獎(jiǎng)評(píng)選 　三等獎(jiǎng)
	專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)：
	該論文是一篇設(shè)計(jì)總結(jié)。介紹了寬厚板工程加熱爐瓦，軋機(jī)瓦和剪切瓦自動(dòng)化硬件設(shè)備的配置情況和I/O點(diǎn)的數(shù)量及I/O模塊的配置。 寬厚板軋機(jī)的自動(dòng)控制是相當(dāng)復(fù)雜的，尤其是精軋機(jī)的自動(dòng)厚度控制（AGC）、自動(dòng)寬度設(shè)控制（AWC）、自動(dòng)板型控制（AFC）這些功能為何實(shí)現(xiàn)論文沒(méi)有提及。目前國(guó)內(nèi)新上的4300mm和5000mm寬厚板軋機(jī)在控軋控冷技術(shù)上又有新的突破。其數(shù)學(xué)模型都存于服務(wù)器中。對(duì)于配置圖中的服務(wù)主要是生產(chǎn)管理功能，介紹地也欠詳細(xì)，尤其是PDI原始數(shù)據(jù)的采集和生產(chǎn)計(jì)劃的形式?jīng)]有L3級(jí)的情況下，如何實(shí)現(xiàn)的。 論文對(duì)寬厚板軋機(jī)控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，自主集成有一定參考價(jià)值。 點(diǎn)評(píng)人：宋道峰

濟(jì)鋼寬厚板一期工程是濟(jì)鋼"九五"規(guī)劃的重點(diǎn)工程,建成投產(chǎn)后,可生產(chǎn)造船板、碳素結(jié)構(gòu)板、鍋爐板、高壓容器板、低合金板、橋梁板、汽車(chē)大梁板、海洋采油平臺(tái)板、高強(qiáng)度板、管線板、軍用裝甲板和其他工業(yè)用板等，因此自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)要求高，系統(tǒng)要求反應(yīng)速度快、聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)、可靠。經(jīng)過(guò)對(duì)多家國(guó)外自動(dòng)化生產(chǎn)廠家的考察，我們選擇了SIEMENS公司生產(chǎn)的PLC及傳動(dòng)設(shè)備 分以下分三部分介紹：

SIMATIC-S7系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)
第一部分 SIMATIC-S7系統(tǒng)

當(dāng)今，在瞬息萬(wàn)變的工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，可編程控制器可謂是品種繁多良莠不齊，而德國(guó)SIEMENS公司最新推出的SIMATIC_S7控制器，不但具有可編程控制器的含義，而且意味著更多的內(nèi)容。那就是：全集成自動(dòng)化。它代表了一種將生產(chǎn)制造和工藝過(guò)程領(lǐng)域統(tǒng)一起來(lái)的革命性的新方法。從而使所有的軟硬件都能合成為一個(gè)系統(tǒng)。這種集成包括三個(gè)方面：

在數(shù)據(jù)管理方面：數(shù)據(jù)僅需輸入一次，整個(gè)工廠即可獲得該 數(shù)據(jù)。
在配置與編程方面：所有單元和系統(tǒng)都由一個(gè)全集成且模塊化的系統(tǒng)進(jìn)行配置、編程、啟動(dòng)、測(cè)試和監(jiān)控。
在通訊方面：不用編程，只需填一下表格即可完成。
因此，它成為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域的佼佼者。基于上述特點(diǎn)，濟(jì)鋼在寬厚板工程中的全部自動(dòng)化控制系統(tǒng)均采用SIEMENS公司生產(chǎn)的SIMATIC－S7產(chǎn)品。下面就簡(jiǎn)要介紹一下SIMATIC-S7產(chǎn)品在該工程中具體應(yīng)用情況。

一、系統(tǒng)組成

該工程按工藝要求將整個(gè)電控系統(tǒng)分成四部分，每部分采取I/O站分散布置，并利用Profibus－FMS網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多個(gè)PLC通訊、數(shù)據(jù)交換、對(duì)電器設(shè)備及工藝過(guò)程進(jìn)行操作、控制、管理。這四部分分別是：

(1) 加熱爐本體
(2) 加熱爐后
(3) 軋機(jī)區(qū)
(4) 剪切區(qū)

1.加熱爐本體

兩座加熱爐的儀控計(jì)算機(jī)采用了兩套CPU413－1型可編程控制器，每套PLC負(fù)責(zé)控制一座加熱爐的全部?jī)x表。用來(lái)完成加熱爐各過(guò)程工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制。在軟件方面將先進(jìn)的模糊控制與經(jīng)典的PID控制相結(jié)合以達(dá)到加熱爐最佳燃燒的控制效果。該系統(tǒng)還與管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，傳輸生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)、接收管理與控制信息。

1.1主要檢測(cè)與控制項(xiàng)目

1） 加熱爐第一加熱段鋼坯溫度檢測(cè)、爐內(nèi)溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)，一段煤氣流量檢測(cè)，熱風(fēng)流量檢測(cè)與調(diào)節(jié)，煤氣熱風(fēng)壓力檢測(cè)。
2） 加熱爐第二加熱段鋼坯溫度檢測(cè)、爐內(nèi)溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)、二段煤氣流量檢測(cè)，熱風(fēng)流量檢測(cè)與調(diào)節(jié)，煤氣熱風(fēng)壓力檢測(cè)。
3） 加熱爐第三加熱段鋼坯溫度檢測(cè)、爐內(nèi)溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)、三段煤氣流量檢測(cè)、熱風(fēng)流量檢測(cè)與調(diào)節(jié)、煤氣熱風(fēng)壓力檢測(cè)。
4） 加熱爐第一、第二加熱段之間、加熱爐第二、第三加熱段之間，爐頭、爐尾溫度檢測(cè)。
5） 加熱爐爐膛壓力檢測(cè)、與調(diào)節(jié)。
6） 煤氣總管壓力檢測(cè)與調(diào)節(jié)。
7） 熱風(fēng)管壓力檢測(cè)與調(diào)節(jié)。
8） 煤氣、熱風(fēng)溫度檢測(cè)。
9） 鋼坯出爐溫度檢測(cè)。
10） 換熱器前后煙道溫度檢測(cè)。
11） 氣化冷卻汽泡溫度、壓力檢測(cè)、液位檢測(cè)與調(diào)節(jié)。
1.2 PLC硬件組成：

中央處理單元CPU 2塊：CPU413-1
8路模擬量輸入模板14塊
8路模擬量輸出模板4塊
32點(diǎn)數(shù)字量輸入模板2塊
16點(diǎn)數(shù)字量輸出模板2塊
通訊模板2塊：CPU443-5
電源模板2 塊
1.3每套主機(jī)控制的I/O點(diǎn)數(shù)如下：
模擬量輸入56點(diǎn)
模擬量輸出16點(diǎn)
數(shù)字量輸入32點(diǎn)
數(shù)字量輸出16點(diǎn)

加熱爐爐溫主副控制原理圖見(jiàn)圖一：


圖一

2.加熱爐后：
加熱爐后PLC控制系統(tǒng)主要用來(lái)控制12套西門(mén)子生產(chǎn)的6RA24直流調(diào)速裝置，用來(lái)完成兩座加熱爐的進(jìn)料與排鋼。坯料由天車(chē)放在受料臺(tái)上，然后逐塊用推料機(jī)送上受料輥道，并經(jīng)進(jìn)爐輥道后由各自的推鋼機(jī)送入加熱爐中進(jìn)行加熱，待坯料被加熱至1059－1200度時(shí)，將坯料由爐內(nèi)推出到加熱爐出爐輥道上，系統(tǒng)自動(dòng)記錄與顯示進(jìn)爐的料坯數(shù)量。該系統(tǒng)由一個(gè)本地單元和一個(gè)擴(kuò)展單元組成。

2.1硬件組成如下：

中央處理單元CPU412-1 1塊
電源模塊1塊10A
32點(diǎn)數(shù)字量輸入模板15塊
16點(diǎn)數(shù)字量輸出模板15塊
接口模板2塊
通訊模板2塊
2.2 其控制的I/O點(diǎn)數(shù)如下：

數(shù)字量輸入：480點(diǎn)
數(shù)字量輸出：240點(diǎn)
2.3控制設(shè)備范圍

本系統(tǒng)共控制如下設(shè)備：

一套受料輥道
七套進(jìn)爐輥道
四套推鋼機(jī)
四套鋼坯計(jì)數(shù)器
2.4控制方式

采用集中控制方式，整個(gè)操作集中在爐前操作室的二個(gè)操作臺(tái)上，通過(guò)改變操作臺(tái)上的主令給定，實(shí)現(xiàn)可逆式有級(jí)調(diào)速。當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，可通過(guò)操作臺(tái)上的禁止按鈕來(lái)終止整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

程序流程框圖見(jiàn)圖二。

3. 粗軋機(jī)區(qū)

使用一套CPU414－2DP型可編程控制器來(lái)完成軋機(jī)APC及測(cè)溫，測(cè)厚，測(cè)寬等軋制線上的工藝操作控制。

3.1主要控制項(xiàng)目如下：

實(shí)現(xiàn)精確的壓下APC控制
粗軋機(jī)前、精軋機(jī)后、軋機(jī)間鋼坯溫度測(cè)量
在線鋼坯跟蹤檢測(cè)
粗軋機(jī)后鋼坯測(cè)寬
鋼坯進(jìn)料與鋼板成品重量測(cè)量
軋機(jī)軋制壓力、軋輥輥縫、軋制速度測(cè)量
主電機(jī)扭力測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量、軸瓦溫度測(cè)量
3.2該系統(tǒng)由一個(gè)本地單元和3個(gè)擴(kuò)展單元組成，其具體硬件組成如下：

中央處理單元CPU414-2DP 1塊
電源模板 4塊
高速計(jì)數(shù)模板 2塊
8路模擬量輸出模板 2塊
8路模擬量輸入模板 2塊
16點(diǎn)繼電器輸出模板 4塊
16點(diǎn)數(shù)字量輸出模板 1塊
16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板 20塊
接口模板 4塊
通訊模板 1塊


3.3其控制的I/O點(diǎn)數(shù)如下：

模擬量輸入 16點(diǎn)
模擬量輸出 16點(diǎn)
數(shù)字量輸入 320點(diǎn)
數(shù)字量輸出 80點(diǎn)


圖二

4.剪切區(qū)

使用一套CPU314－1型可編程控制器來(lái)完成剪切區(qū)的工藝操作控制。具體控制內(nèi)容如下：鋼板的輸送、定位、定尺、劃線、剪切。主要設(shè)備包括：一套電磁移鋼機(jī)、二套縱剪輥道、一套剪間輥道、一套橫剪定尺輥道、一套液壓電磁閥、激光劃線機(jī)、升降定位擋板。

4.1該系統(tǒng)由一個(gè)本地單元和3個(gè)擴(kuò)展單元組成， 其具體硬件組成如下：

中央處理單元CPU314-1 1塊
電源模板 4塊
接口模板 4塊
16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板 7塊
16點(diǎn)數(shù)字量輸出模板 25塊


4.2其控制的I/O點(diǎn)數(shù)如下：

數(shù)字量輸入 112點(diǎn)
數(shù)字量輸出 400點(diǎn)


二、軟件部分

軟件包括兩部分：STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件和可選軟件包。

1.編程軟件采用STEP7，主要完成下列任務(wù)：

硬件的組態(tài)與參數(shù)設(shè)置
通訊的定義
編寫(xiě)用戶程序
測(cè)試、啟動(dòng)與維護(hù)
文件建檔
2.在該工程中還使用了下列三種軟件包

高速計(jì)數(shù)模塊軟件包 用來(lái)完成壓下計(jì)量任務(wù)
閉環(huán)控制軟件包--用來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制問(wèn)題
模糊控制軟件包--用來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱爐的最佳燃燒控制問(wèn)題
集合以上軟件運(yùn)行在WINDOWS95環(huán)境下，具有友好的用戶界面和全方位的在線幫助，操作簡(jiǎn)單，方便易學(xué)。

為生成用戶程序STEP7提供了下列三種標(biāo)準(zhǔn)化變成語(yǔ)言：

語(yǔ)句表（STL）
梯形圖（LAD）
功能方框圖（FBD）
用戶可選擇最適于工作任務(wù)和自身?xiàng)l件的語(yǔ)言編程

通過(guò)使用發(fā)現(xiàn)該軟件有如下特點(diǎn)：

軟件為用戶提供了全面而綜合的幫助功能，使用戶能在較短的時(shí)間內(nèi)快速了解全部系統(tǒng)。STEP7編程語(yǔ)言提供了非常豐富的指令集，它使復(fù)雜功能的編程變得簡(jiǎn)單快捷。
提供了結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法：STEP7以塊形式管理用戶編寫(xiě)的程序和數(shù)據(jù)，可以通過(guò)調(diào)用語(yǔ)句將它們組成結(jié)構(gòu)化的用戶程序，增加了程序的可讀性和易維護(hù)性。
系統(tǒng)為用戶提供了大量預(yù)先編制的功能塊，用戶可直接使用使用這些功能塊，從而大大縮短了編程時(shí)間。
數(shù)據(jù)采取集中存貯方式，僅需輸入一次所有的軟件單元即可得到
符號(hào)由一個(gè)統(tǒng)一的符號(hào)表進(jìn)行管理，本工程范圍的所有工具均可使用。
便捷的管理單元，處理整個(gè)工程的管理事務(wù)，協(xié)調(diào)所有