TCS系统在沙钢宽厚板的应用

1、前言 江苏沙钢集团沙景宽厚板厂是中国第二条5M宽厚板轧机工程，其主体设备由VAI-UK公司引进，主作业线电气设备由瑞典ABB公司提供。该工程分为两期建设，一期生产规模为140万吨/年；二期将增设一号冷床、热处理线等配套设施，生产规模扩展到200万吨/年。一期工程于2006年12月全部建成投产，至今运行状况良好。 产品以管线板及船用板为主，其它还有机械、建筑、锅炉容器、模具等钢板，专用板约占90%左右。 TCS系统是奥钢联公司(以下简称VAI)自主开发的一套工艺控制系统, 广泛应用在国际上各条中厚板轧机生产线。沙钢5M宽厚板轧机也使用了这套工艺控制系统，本文从以下几个方面展开介绍TCS系统。 2、 TCS控制系统的构成  ·控制中心通过工业以太网（TCP/IP）与工程师站、操作员站以及其他PLC、检测仪表装置进行信息交流；  ·通过PROFIBUS网络与专用检测装置以及专用节点通讯，例如板形仪、轧机操作站等要求速度较快的站点；  ·直接与AGC位移传感器高速通讯。  ·控制中心的组成主要分为VME 框架、交换机、接线单元，其中VME框架为控制中心的核心部分，如下图所示。 主要组成：  ·CPU：奔三系列，最多可以装四个CPU板。每个板子上集成有显卡、网卡、USB、鼠标键盘和232接口等。这些都是小型接口可以通过转接口进行转换；在此模板上有一块RAM用与数据存储。从左面开始第一块为主CPU，主CPU要启动HDD而其他CPU只要启动RAM即可。  ·模拟量、数字量输入输出模板以及计数模板：主要是用于对外界设备的直接控制。  ·通讯卡  ·电源模板  ·光驱模板：用于安装系统和软件  ·信息存储：包括一块HDD  ·系统信息显示模板：对系统的运行时显示运行状态，当系统出现故障时可以显示故障信息。 3、 现场设备及功能介绍 （1）轧机机械压下系统 主轧机机械压下是带离合器的电动压下，由两台电机传动，当TCS得到PCS(二级系统)的给定参考辊缝后进行计算，得到一个目标位置值，然后给传动发出动作指令，安装在压下螺丝上的位移传感器对把轧机机械压下的行程实时地反馈给TCS，TCS系统根据反馈的位置值来改变给压下电机的速度给定，使之能够正确地到达目标位置，机械压下的位置精确值可达到0.05mm.，如下图所示： （2）HAGC液压缸 HAGC液压缸安装在主轧机底部,传动侧和操作侧各一只，负责对设定辊缝的精确调整和补偿，由4个安装在液压缸内部的SONY位移传感器给TCS系统反馈HAGC液压缸的实际位移量。当TCS在得到每一道次的辊缝参考后计算出液压缸的行程，再根据前一道次反馈的AGC补偿值进行综合计算，最后给液压缸伺服阀±10mA的电流给定值，来动作HAGC液压缸。如此不断地进行计算、给定、补偿，最终达到理想的控制效果。如下图所示： 图3 （3）工作辊弯辊 工作辊弯辊分为上弯辊和下弯辊，上弯辊安装在支撑辊的轴承座上，共有8个。下弯辊安装在轧机牌坊的中间块上，也有8个。TCS系统通过控制弯辊缸的动作来调整工作辊的辊型，最终达到控制钢板的凹凸度到一个理想的状态。当TCS在每一道次得到PCS（二级系统）的给定弯辊力后，通过计算来得到弯辊伺服阀的初始电流给定值，然后根据每一道次不同的弯辊力给定来改变给定的电流值。如下图所示几种弯辊的控制形式： 以上三部分是对轧机辊缝进行精确控制的核心部分。轧机电动机械压下、HAGC液压缸和弯辊缸在得到各自的给定值后都会朝参考给定值来执行，先是压下动作，然后HAGC液压缸动作，最后是弯辊缸，在轧机咬进板坯后作用。如下图所示为轧机压下控制的整个过程 4、 软件功能介绍 TCS软件都是集中安装在工程师站中。TCS画面监控采用LABVIEW软件来进行，通过RDS系统(实时数据传输系统，通过RDL服务器将全局地数据修改，可以迅速地在LabVIEW和LogiCAD交换)传输现场实时数据，故障信息等。而LOGICAD软件则是整个TCS系统的后台软件部分，主要是用于对硬件组态、通讯、在线调试修改等。TCS系统在通用的LogiCAD基础上加入了工业控制模块，增加了部分特殊功能。这些模块主要为Probas软件。曲线监控软件安装的是PDA软件，其中的IBA曲线跟踪图对现场信号进行实时监控、记录，是工艺控制过程优化和生产的故障分析的依据。 5、 结束语 此控制系统从调试运行以来，性能极其稳定，系统操作方便，维护简单，故障报警信息日趋完善，方便了操作维护人员及时了解设备运行状态和掌握设备运行情况。