TDC系統(tǒng)在2800中厚板線AGC的應(yīng)用

摘 要：本文簡單介紹了西門子TDC控制系統(tǒng)，詳述其在2800中厚板軋線壓下AGC系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：TDC;中厚板;AGC

中厚板軋線為獲得良好的鋼板厚度異板差和同板差，必須進(jìn)行基于高精度AGC模型的液壓壓下位置控制，為此控制系統(tǒng)的硬件運(yùn)算速度及穩(wěn)定性十分重要，我廠2800線AGC系統(tǒng)運(yùn)行十余年來，故障率高，備件不易準(zhǔn)備，而且由于液壓AGC與電動(dòng)壓下APC為兩套系統(tǒng)分別控制，控制精度差，使鋼板質(zhì)量與產(chǎn)量得不到保障，為了保證鋼板質(zhì)量與產(chǎn)量，我們決定對(duì)采用SIMATIC TDC 系統(tǒng)對(duì)AGC系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

一、SIMATIC TDC 簡介

SIMATIC TDC（Technology and Driver Controller 工藝和傳動(dòng)控制器）是高性能自動(dòng)化系統(tǒng)，有以下主要特性：

模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同時(shí)期任務(wù)要求靈活配置;SIMATIC TDC 由一個(gè)或多個(gè)機(jī)架組成，每個(gè)機(jī)架可插入多達(dá)21塊模板。多處理器運(yùn)行方式可以實(shí)現(xiàn)性能的幾乎無限制擴(kuò)展。

TDC中央處理器性能強(qiáng)大，采用64位結(jié)構(gòu)，采樣時(shí)間最短可達(dá)100us，處理速度快。因而特別適用像本例這樣的多參數(shù)多閉環(huán)的動(dòng)態(tài)控制任務(wù);

可使用本廠已有的STEP7組態(tài)工具進(jìn)行圖形化組態(tài)，可大大降低工程與組態(tài)成本;TDC所使用的連續(xù)功能圖（CFC）和順序功能圖（SFC）都是廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)西門子工具，用戶可以順利的掌握組態(tài)和編程方法。

借助西門子的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，例如通訊和HMI 標(biāo)準(zhǔn)：PROFIBUS DP 和工業(yè)以太網(wǎng)，SIMATIC WinCC和SIMATIC 操作員面板，大大降低維護(hù)和培訓(xùn)成本。豐富的診斷功能可及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)本身和外圍設(shè)備故障，顯著提高系統(tǒng)可靠性。

二、在中厚板AGC系統(tǒng)上的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)描述

安鋼2800中厚板軋機(jī)AGC基礎(chǔ)自動(dòng)化的主要功能為精軋機(jī)架壓下的輥縫控制，控制核心采用西門子TDC系統(tǒng)，PROFIBUS-DP與AGC液壓站PLC及電動(dòng)壓下控制系統(tǒng)通訊，ET200M從站采集外圍信號(hào)。TDC與上位機(jī)WinCC服務(wù)器通訊，信息顯示和操作工的各種操作通過WinCC操作員站在操作臺(tái)顯示。AGC液壓站控制液壓站運(yùn)行，為AGC液壓缸提供油壓，采用西門子S7-300系統(tǒng);電動(dòng)壓下采用西門子6RA70裝置控制兩臺(tái)直流電機(jī)，由于電動(dòng)壓下驅(qū)動(dòng)由TDC直接控制，實(shí)現(xiàn)了APC（電動(dòng)位置控制）與AGC（液壓位置控制）的聯(lián)動(dòng)控制。

2800中厚板線TDC采用以下硬件配置：一塊CPU551中央處理器;2塊SM500 I/O模板，用于外圍輸入/輸出數(shù)字量/模擬量信號(hào);CP50M0通訊模板，作用于與ET200M、S7300、西門子6RA70直流調(diào)速系統(tǒng);CP51M工業(yè)以太網(wǎng)模板，用于與HMI及編程設(shè)備通訊。

（二）實(shí)現(xiàn)功能

工作方式。壓下/抬升控制：程序設(shè)計(jì)為：檢修、手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)四種工作方式：

（1）檢修方式：停車檢修時(shí)使用;

（2）手動(dòng)方式：通過操作臺(tái)主令控制器控制壓下電機(jī)，AGC不參與補(bǔ)償，液壓缸可在封油狀態(tài)或泄壓狀態(tài)，操作工手動(dòng)操作主零控制器工作;

（3）半自動(dòng)方式：調(diào)用計(jì)算機(jī)規(guī)程計(jì)算;軋件的軋制工藝參數(shù)記錄;查看在線軋件的工藝參數(shù);跟蹤修正功能;通過邏輯信號(hào)判斷自動(dòng)下壓、抬升，出現(xiàn)意外時(shí)可通過操作臺(tái)道次上移、道次下移和道次復(fù)位控制壓下電機(jī)。

（4）自動(dòng)方式：調(diào)用模型道次修正計(jì)算。

半自動(dòng)/自動(dòng)方式電動(dòng)壓下控制。根據(jù)壓下MTS的基準(zhǔn)位置和實(shí)際位置進(jìn)行壓下電機(jī)的控制，壓下速度根據(jù)MTS位置基準(zhǔn)與檢測(cè)值之間的偏差由壓下曲線進(jìn)行進(jìn)行速度計(jì)算。

為了保證速度與精度，在前幾道次壓下行程較大時(shí)，采用電動(dòng)壓下，在最后兩道次時(shí)，采用全液壓壓下，在自動(dòng)/半自動(dòng)方式下，如果電動(dòng)壓下出現(xiàn)問題，還可實(shí)現(xiàn)全液壓軋制。

TDC在AGC的應(yīng)用中，不但實(shí)現(xiàn)了軋制規(guī)程預(yù)計(jì)算;軋制規(guī)程階段修正計(jì)算;軋制規(guī)程道次修正計(jì)算;軋制規(guī)程自學(xué)習(xí)計(jì)算;換輥處理;調(diào)零處理;軋機(jī)剛度處理等功能，而且由于其出色的位置、壓力閉環(huán)控制，使得輥縫定位精度達(dá)到了0005mm;液壓壓下速度>8mm/s（帶載）;系統(tǒng)0.1mm階躍響應(yīng)≤50ms;產(chǎn)品尺寸精度實(shí)現(xiàn)以下指標(biāo)：

①縱向同板差偏差σt：當(dāng)鋼板厚度在6-10mm之間時(shí)，同板差小于0.10mm;在10-20mm之間時(shí)，小于0.12mm，在20-50mm之間時(shí)，小于0.16mm;

②異板差：當(dāng)鋼板厚度在6-10mm之間時(shí)，異板差小于012mm;在10-20mm之間時(shí)，小于0.14mm，在20-50mm之間時(shí)，小于0.18mm;

③板型指標(biāo)也達(dá)到很高的標(biāo)準(zhǔn)。

（三）使用維護(hù)

在系統(tǒng)施工中，特別注意規(guī)避強(qiáng)電磁干擾的影響，系統(tǒng)遠(yuǎn)離軋線主要變流裝置;特別是系統(tǒng)的各種接地，屏蔽地、系統(tǒng)地單獨(dú)埋設(shè)，給各種高精度傳感器提供良好的工作環(huán)境，減少各種可能的干擾對(duì)TDC系統(tǒng)的影響。在日常維護(hù)中，做好外圍設(shè)備的保養(yǎng)和接地系統(tǒng)的檢查工作。

我廠這套TDC系統(tǒng)從2007年投用至今，已經(jīng)11年，除外圍檢測(cè)元件出現(xiàn)過損壞，系統(tǒng)沒有出現(xiàn)任何故障，為我廠的產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量奠定了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]SIMATIC TDC用戶指導(dǎo)手冊(cè)（西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)技術(shù)支持部趙欣編）.

作者簡介：魏軍林（1970-），男，漢族，河南安陽市人，電氣高級(jí)技師，精于大型傳動(dòng)設(shè)備的維護(hù)。