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标题 TDC系统在2800中厚板线AGC的应用
范文

    摘 要:本文简单介绍了西门子TDC控制系统,详述其在2800中厚板轧线压下AGC系统中的应用。

    关键词:TDC;中厚板;AGC

    中厚板轧线为获得良好的钢板厚度异板差和同板差,必须进行基于高精度AGC模型的液压压下位置控制,为此控制系统的硬件运算速度及稳定性十分重要,我厂2800线AGC系统运行十余年来,故障率高,备件不易准备,而且由于液压AGC与电动压下APC为两套系统分别控制,控制精度差,使钢板质量与产量得不到保障,为了保证钢板质量与产量,我们决定对采用SIMATIC TDC 系统对AGC系统进行升级改造。

    一、SIMATIC TDC 简介

    SIMATIC TDC(Technology and Driver Controller 工艺和传动控制器)是高性能自动化系统,有以下主要特性:

    模块化的系统结构,可根据不同时期任务要求灵活配置;SIMATIC TDC 由一个或多个机架组成,每个机架可插入多达21块模板。多处理器运行方式可以实现性能的几乎无限制扩展。

    TDC中央处理器性能强大,采用64位结构,采样时间最短可达100us,处理速度快。因而特别适用像本例这样的多参数多闭环的动态控制任务;

    可使用本厂已有的STEP7组态工具进行图形化组态,可大大降低工程与组态成本;TDC所使用的连续功能图(CFC)和顺序功能图(SFC)都是广泛应用的标准西门子工具,用户可以顺利的掌握组态和编程方法。

    借助西门子的标准应用,例如通讯和HMI 标准:PROFIBUS DP 和工业以太网,SIMATIC WinCC和SIMATIC 操作员面板,大大降低维护和培训成本。丰富的诊断功能可及时发现系统本身和外围设备故障,显著提高系统可靠性。

    二、在中厚板AGC系统上的应用

    (一)系统描述

    安钢2800中厚板轧机AGC基础自动化的主要功能为精轧机架压下的辊缝控制,控制核心采用西门子TDC系统,PROFIBUS-DP与AGC液压站PLC及电动压下控制系统通讯,ET200M从站采集外围信号。TDC与上位机WinCC服务器通讯,信息显示和操作工的各种操作通过WinCC操作员站在操作台显示。AGC液压站控制液压站运行,为AGC液压缸提供油压,采用西门子S7-300系统;电动压下采用西门子6RA70装置控制两台直流电机,由于电动压下驱动由TDC直接控制,实现了APC(电动位置控制)与AGC(液压位置控制)的联动控制。

    2800中厚板线TDC采用以下硬件配置:一块CPU551中央处理器;2块SM500 I/O模板,用于外围输入/输出数字量/模拟量信号;CP50M0通讯模板,作用于与ET200M、S7300、西门子6RA70直流调速系统;CP51M工业以太网模板,用于与HMI及编程设备通讯。

    (二)实现功能

    工作方式。压下/抬升控制:程序设计为:检修、手动、半自动、自动四种工作方式:

    (1)检修方式:停车检修时使用;

    (2)手动方式:通过操作台主令控制器控制压下电机,AGC不参与补偿,液压缸可在封油状态或泄压状态,操作工手动操作主零控制器工作;

    (3)半自动方式:调用计算机规程计算;轧件的轧制工艺参数记录;查看在线轧件的工艺参数;跟踪修正功能;通过逻辑信号判断自动下压、抬升,出现意外时可通过操作台道次上移、道次下移和道次复位控制压下电机。

    (4)自动方式:调用模型道次修正计算。

    半自动/自动方式电动压下控制。根据压下MTS的基准位置和实际位置进行压下电机的控制,压下速度根据MTS位置基准与检测值之间的偏差由压下曲线进行进行速度计算。

    为了保证速度与精度,在前几道次压下行程较大时,采用电动压下,在最后两道次时,采用全液压压下,在自动/半自动方式下,如果电动压下出现问题,还可实现全液压轧制。

    TDC在AGC的应用中,不但实现了轧制规程预计算;轧制规程阶段修正计算;轧制规程道次修正计算;轧制规程自学习计算;换辊处理;调零处理;轧机刚度处理等功能,而且由于其出色的位置、压力闭环控制,使得辊缝定位精度达到了0005mm;液压压下速度>8mm/s(带载);系统0.1mm阶跃响应≤50ms;产品尺寸精度实现以下指标:

    ①纵向同板差偏差σt:当钢板厚度在6-10mm之间时,同板差小于0.10mm;在10-20mm之间时,小于0.12mm,在20-50mm之间时,小于0.16mm;

    ②异板差:当钢板厚度在6-10mm之间时,异板差小于012mm;在10-20mm之间时,小于0.14mm,在20-50mm之间时,小于0.18mm;

    ③板型指标也达到很高的标准。

    (三)使用维护

    在系统施工中,特别注意规避强电磁干扰的影响,系统远离轧线主要变流装置;特别是系统的各种接地,屏蔽地、系统地单独埋设,给各种高精度传感器提供良好的工作环境,减少各种可能的干扰对TDC系统的影响。在日常维护中,做好外围设备的保养和接地系统的检查工作。

    我厂这套TDC系统从2007年投用至今,已经11年,除外围检测元件出现过损坏,系统没有出现任何故障,为我厂的产品质量与产量奠定了良好基础。

    参考文献:

    [1]SIMATIC TDC用户指导手册(西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团技术支持部趙欣编).

    作者简介:魏军林(1970-),男,汉族,河南安阳市人,电气高级技师,精于大型传动设备的维护。

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更新时间:2025/3/15 23:52:22