A-B控制技術在首鋼2160熱軋介質系統中的應用獲獎科研報告

摘

要：本文在消化遷鋼2160熱軋介質系統AB控制技術的基礎上，通過分析和研究，介紹了遷鋼2160熱軋介質系統中AB現場總線技術、ControlLogix控制系統，并就AB控制系統的優點進行了論述。結合生產實際，對AB控制系統在遷鋼2160熱軋介質系統應用中的典型故障進行分析與研究，確定造成AB控制系統在實際應用中的故障原因主要包括：人為操作原因，系統設計缺陷，設備硬件損壞，造成區域介質系統全部或部分停止運行，給生產帶來了很大的影響。解決方法：通過對設備操作規程的修訂，控制系統的優化，檢修標準的完善極大減少了AB控制系統在應用中故障率，提高了系統運行的穩定性，AB控制系統智能性、高效性和靈活性的特點得到了充分發揮，對提高熱軋生產效益起到了巨大的作用。

關鍵詞：介質系統，現場總線，故障，優化

一、A-B控制技術說明

遷鋼2160熱軋生產線于2006年底正式投入生產，主軋線自動化控制系統由西門子公司設計和制造，介質系統電氣自動化部分采用AB控制技術。生產線設備布置如圖1所示[1]。

遷鋼2160熱軋介質系統主要指軋線液壓潤滑系統，共使用兩套AB（羅克韋爾）控制系統，分別用于粗軋區和精軋卷取區液壓潤滑系統自動控制。

二、遷鋼2160熱軋介質控制系統

1、遷鋼2160熱軋介質系統智能MCC控制系統

遷鋼2160熱軋介質智能MCC系統主要包括：粗軋區MCC控制系統、精軋區MCC控制系統、卷取區MCC控制系統。現場設備由普通/變頻電動機、電動和氣動閥門以及加熱器回路等組成，實現對現場液壓潤滑系統循環回路和主供油回路的油液供給和各種保護處理。智能MCC柜采用AB成套設備，包含多種現場智能設備，智能MCC網絡結構如圖2-1示[3]。

智能MCC通過內置在柜內的DeviceNet通訊電纜與基礎自動化PLC系統實現通訊，網絡速率設置為250kb/s，DeviceNet網絡介質采用五線制電纜，包括2根信號線，2根24V電源線和1根屏蔽線。通過DeviceNet網絡實現對現場液壓潤滑泵、加熱器的控制。

2、遷鋼2160熱軋介質系統智能MCC典型特點

采用DeviceNet網絡技術，減少了控制電纜、PLC現場I/O點。智能MCC在柜體結構中內置了DeviceNet通訊電纜并貫穿整個MCC組，每面柜內垂直線槽預留了DeviceNet接口，從該接口引至電機控制單元。DeviceNet通訊電纜用于傳輸控制數據，有效地減少PLCI/O模塊和中間繼電器數量[4]。

采用新型接口模塊，接口模塊自帶DeviceNet網絡接口。介質系統中，智能MCC自帶接口模塊的元件有3類：軟起動器、DSA模塊、E3-PLUS智能熱繼。

將硬件、軟件和網絡緊密結合，實現了MCC的實施監控和與車間級網絡的有機結合。與傳統MCC的一個顯著的區別，智能MCC的監視軟件提供了相當重要的設備級診斷功能[5]。

3、遷鋼2160熱軋介質PLC控制系統

遷鋼2160熱軋介質系統主要主要是軋線液壓潤滑系統，使用兩套AB控制系統，用于完成設備的聯鎖控制，并對介質的溫度、壓力、流量及液位進行檢測。

粗軋區液壓潤滑系統包括：側壓機液壓站、低壓液壓站、粗軋高壓液壓站、粗軋稀油站、粗軋油膜潤滑站。粗軋液壓潤滑系統共用一套ABPLC系統，安裝在粗軋過程站。液壓潤滑站各安裝機旁箱一臺，用于實現信號采集和機旁操作。機旁箱內CNB模塊與PLC之間通過Controlnet網絡來通訊[6]。

精軋區液壓潤滑系統包括：低壓液壓站、高壓液壓站、稀油潤滑站、油膜潤滑站。精軋液壓潤滑系統使用一套ABPLC系統，安裝在精軋過程站。卷取液壓潤滑系統包括：液壓站、稀油潤滑站、集中加排油站及卷取提升泵站。卷取液壓潤滑系統與精軋系統同使用一套ABPLC系統。

（1）PLC系統硬件配置

處理器：1756-L62內存4M，配帶電池1756-BA2;

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

數字量輸入模塊：1756-IB32（32點）;

數字量輸出模塊：1756-OB32（32點），工作電壓為10-31.2V直流、正常輸入電壓為24VDC;

模擬量輸入模塊：1756-IF16（16點）、1756-IF8（8點），支持電流輸入（0-20mA）或電壓輸入（±10V、0-5V、0-10V）、信號精確度達到±0.05%（電壓輸入）或±0.15%（電流輸入）;

模擬量輸出模塊：1756-OF4（4點），輸出信號為0-20mA或±10V可選、信號精確度達到±0.05%;

通訊模塊：ControlNet網絡通訊模塊1756-CNB、EtherNet/IP網絡通訊模塊1756-ENBT、Profibus-DP通訊模塊SST-CLX-PFB。

（2）PLC系統通訊網絡

系統采用AB的ControlLogixPLC、配多個ET-200M工作站，系統網絡結構如圖2-2所示：

上位機和PLC系統之間采用EtherNet通訊方式，上位機分別安裝在生產操作臺和工程師站;PLC系統與ET200柜之間采用ControlNet通訊方式，ET200柜主要用于現場信號采集和機旁設備操作;MCC與MCC之間采用DeviceNet通訊