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榮獲“2005年度工控及自動化領域優(yōu)秀案例”有獎評選 　三等獎
	專家點評：
	該論文是一篇設計總結。介紹了寬厚板工程加熱爐瓦，軋機瓦和剪切瓦自動化硬件設備的配置情況和I/O點的數(shù)量及I/O模塊的配置。 寬厚板軋機的自動控制是相當復雜的，尤其是精軋機的自動厚度控制（AGC）、自動寬度設控制（AWC）、自動板型控制（AFC）這些功能為何實現(xiàn)論文沒有提及。目前國內(nèi)新上的4300mm和5000mm寬厚板軋機在控軋控冷技術上又有新的突破。其數(shù)學模型都存于服務器中。對于配置圖中的服務主要是生產(chǎn)管理功能，介紹地也欠詳細，尤其是PDI原始數(shù)據(jù)的采集和生產(chǎn)計劃的形式?jīng)]有L3級的情況下，如何實現(xiàn)的。 論文對寬厚板軋機控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，自主集成有一定參考價值。 點評人：宋道峰

濟鋼寬厚板一期工程是濟鋼"九五"規(guī)劃的重點工程,建成投產(chǎn)后,可生產(chǎn)造船板、碳素結構板、鍋爐板、高壓容器板、低合金板、橋梁板、汽車大梁板、海洋采油平臺板、高強度板、管線板、軍用裝甲板和其他工業(yè)用板等，因此自動化系統(tǒng)系統(tǒng)要求高，系統(tǒng)要求反應速度快、聯(lián)網(wǎng)功能強、可靠。經(jīng)過對多家國外自動化生產(chǎn)廠家的考察，我們選擇了SIEMENS公司生產(chǎn)的PLC及傳動設備 分以下分三部分介紹：

SIMATIC-S7系統(tǒng)
傳動系統(tǒng)
計算機管理網(wǎng)
第一部分 SIMATIC-S7系統(tǒng)

當今，在瞬息萬變的工業(yè)自動化控制領域中，可編程控制器可謂是品種繁多良莠不齊，而德國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：全集成自動化。它代表了一種將生產(chǎn)制造和工藝過程領域統(tǒng)一起來的革命性的新方法。從而使所有的軟硬件都能合成為一個系統(tǒng)。這種集成包括三個方面：

在數(shù)據(jù)管理方面：數(shù)據(jù)僅需輸入一次，整個工廠即可獲得該 數(shù)據(jù)。
在配置與編程方面：所有單元和系統(tǒng)都由一個全集成且模塊化的系統(tǒng)進行配置、編程、啟動、測試和監(jiān)控。
在通訊方面：不用編程，只需填一下表格即可完成。
因此，它成為當今自動化領域的佼佼者?；谏鲜鎏攸c，濟鋼在寬厚板工程中的全部自動化控制系統(tǒng)均采用SIEMENS公司生產(chǎn)的SIMATIC－S7產(chǎn)品。下面就簡要介紹一下SIMATIC-S7產(chǎn)品在該工程中具體應用情況。

一、系統(tǒng)組成

該工程按工藝要求將整個電控系統(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)實現(xiàn)多個PLC通訊、數(shù)據(jù)交換、對電器設備及工藝過程進行操作、控制、管理。這四部分分別是：

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

1.加熱爐本體

兩座加熱爐的儀控計算機采用了兩套CPU413－1型可編程控制器，每套PLC負責控制一座加熱爐的全部儀表。用來完成加熱爐各過程工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與過程控制。在軟件方面將先進的模糊控制與經(jīng)典的PID控制相結合以達到加熱爐最佳燃燒的控制效果。該系統(tǒng)還與管理網(wǎng)絡進行通訊，傳輸生產(chǎn)過程參數(shù)、接收管理與控制信息。

1.1主要檢測與控制項目

1） 加熱爐第一加熱段鋼坯溫度檢測、爐內(nèi)溫度檢測與調(diào)節(jié)，一段煤氣流量檢測，熱風流量檢測與調(diào)節(jié)，煤氣熱風壓力檢測。
2） 加熱爐第二加熱段鋼坯溫度檢測、爐內(nèi)溫度檢測與調(diào)節(jié)、二段煤氣流量檢測，熱風流量檢測與調(diào)節(jié)，煤氣熱風壓力檢測。
3） 加熱爐第三加熱段鋼坯溫度檢測、爐內(nèi)溫度檢測與調(diào)節(jié)、三段煤氣流量檢測、熱風流量檢測與調(diào)節(jié)、煤氣熱風壓力檢測。
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。
5） 加熱爐爐膛壓力檢測、與調(diào)節(jié)。
6） 煤氣總管壓力檢測與調(diào)節(jié)。
7） 熱風管壓力檢測與調(diào)節(jié)。
8） 煤氣、熱風溫度檢測。
9） 鋼坯出爐溫度檢測。
10） 換熱器前后煙道溫度檢測。
11） 氣化冷卻汽泡溫度、壓力檢測、液位檢測與調(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點數(shù)字量輸入模板2塊
16點數(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每套主機控制的I/O點數(shù)如下：
模擬量輸入56點
模擬量輸出16點
數(shù)字量輸入32點
數(shù)字量輸出16點

加熱爐爐溫主副控制原理圖見圖一：


圖一

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

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點數(shù)字量輸入模板15塊
16點數(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點數(shù)如下：

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

本系統(tǒng)共控制如下設備：

一套受料輥道
七套進爐輥道
四套推鋼機
四套鋼坯計數(shù)器
2.4控制方式

采用集中控制方式，整個操作集中在爐前操作室的二個操作臺上，通過改變操作臺上的主令給定，實現(xiàn)可逆式有級調(diào)速。當遇到緊急情況時，可通過操作臺上的禁止按鈕來終止整個系統(tǒng)的運行。

程序流程框圖見圖二。

3. 粗軋機區(qū)

使用一套CPU414－2DP型可編程控制器來完成軋機APC及測溫，測厚，測寬等軋制線上的工藝操作控制。

3.1主要控制項目如下：

實現(xiàn)精確的壓下APC控制
粗軋機前、精軋機后、軋機間鋼坯溫度測量
在線鋼坯跟蹤檢測
粗軋機后鋼坯測寬
鋼坯進料與鋼板成品重量測量
軋機軋制壓力、軋輥輥縫、軋制速度測量
主電機扭力測量、振動測量、軸瓦溫度測量
3.2該系統(tǒng)由一個本地單元和3個擴展單元組成，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點繼電器輸出模板 4塊
16點數(shù)字量輸出模板 1塊
16點數(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點數(shù)如下：

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


圖二

4.剪切區(qū)

使用一套CPU314－1型可編程控制器來完成剪切區(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。主要設備包括：一套電磁移鋼機、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、升降定位擋板。

4.1該系統(tǒng)由一個本地單元和3個擴展單元組成， 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點數(shù)字量輸入模板 7塊
16點數(shù)字量輸出模板 25塊


4.2其控制的I/O點數(shù)如下：

數(shù)字量輸入 112點
數(shù)字量輸出 400點


二、軟件部分

軟件包括兩部分：STEP7標準軟件和可選軟件包。

1.編程軟件采用STEP7，主要完成下列任務：

硬件的組態(tài)與參數(shù)設置
通訊的定義
編寫用戶程序
測試、啟動與維護
文件建檔
2.在該工程中還使用了下列三種軟件包

高速計數(shù)模塊軟件包 用來完成壓下計量任務
閉環(huán)控制軟件包--用來實現(xiàn)閉環(huán)控制問題
模糊控制軟件包--用來實現(xiàn)加熱爐的最佳燃燒控制問題
集合以上軟件運行在WINDOWS95環(huán)境下，具有友好的用戶界面和全方位的在線幫助，操作簡單，方便易學。

為生成用戶程序STEP7提供了下列三種標準化變成語言：

語句表（STL）
梯形圖（LAD）
功能方框圖（FBD）
用戶可選擇最適于工作任務和自身條件的語言編程

通過使用發(fā)現(xiàn)該軟件有如下特點：

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間內(nèi)快速了解全部系統(tǒng)。STEP7編程語言提供了非常豐富的指令集，它使復雜功能的編程變得簡單快捷。
提供了結構化的程序設計方法：STEP7以塊形式管理用戶編寫的程序和數(shù)據(jù)，可以通過調(diào)用語句將它們組成結構化的用戶程序，增加了程序的可讀性和易維護性。
系統(tǒng)為用戶提供了大量預先編制的功能塊，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
符號由一個統(tǒng)一的符號表進行管理，本工程范圍的所有工具均可使用。
便捷的管理單元，處理整個工程的管理事務，協(xié)調(diào)所有