PLC在水冷线的应用
日期：2006-4-20 0:27:46 来源：本文摘自《PLC&FA》
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莱钢中小型轧钢生产线于97年建成投产，主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。水冷系统用于棒材温度控制。轧制过程中必须控制棒材温度，特别是冷床入口处，根据冷却参数可改变钢材特性。为此，在冷床入口处安装水箱，使棒材的温度维持在设定的范围内。该生产线PLC控制系统由ABB公司提供，其水冷线系统采用ABB MasterPiece 200/1 PLC控制系统，实现了轧制过程中棒材的温度控制。
操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场水冷设备进行监控，主要功能有:(1)水冷系统的自动/手动的启停(2)棒材最终温度值TSET2数据设定和实时监控(3)事件与报警清单的显示与打印等。水冷系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。系统配置图如图1所示。
该系统控制程序使用AMPL(ABB MasterPiece Language)编制，实现了结构化程序设计。工业控制程序往往功能繁多，该语言根据工业控制要求，将编程元素设计成一个个图形功能块，称为PC元素。PC元素内有三种结构类元素PCPGM、CONTRM和FUNCM，PCPGM是程序结构的最高层，旨在完成一个完整的控制功能，一个PCPGM下允许一个或几个CONTRM，而一个CONTRM下又可包含一个或几个FUNCM，从而使整个程序结构呈阶梯状，实现了结构化设计。
另外，在CPU内还有一个实时数据库，它的作用是永久存储数据和在程序间传递数据。数据库内的元素称为DB元素，这些元素包括过程站所使用的的I/O模板和信号及程序中产生的其它数据信息。
4.1 工艺设备
中小型的水冷系统的每个水箱由冷却元件组成，使用冷却元件的数量根据钢材直径、温降和轧制速度确定。调节系统通过调节比例阀的开口来控制水流量的大小，进一步控制钢材温度。钢材温度由水箱入口和出口处的高温计检测。控制系统根据不同的产品轧制表可以增减水箱。水冷线共有两条供水管道，四个流量调节阀(每个生产线两个)，两条管道水流量的检测由日本横河AE100/200M电磁流量变送器检测，水压检测为1151电容式压力变送器，钢材温度由高温计检测:
(1) 1线:1个旁通手动流量控制阀门和1个自动流量控制阀门可控制水流量300-600m3/h
(2) 2线:1个旁通手动流量控制阀门和1个自动流量控制阀门可控制水流量100-300m3/h
当冷却系统需要一个高于300m3/h的水流量时，2线流量阀开启，2线并入1线。如果在操作过程中，调节阀全部打开，并且在一段延时之后水冷线出口钢材未达到钢材设定温度，监控系统就会通过报警系统发出信号，提醒操作人员及时作出处理。图2为轧机水冷系统的设备布置图。
4.2 主要控制功能
(1) 本地和远程控制功能
水冷线系统具有本地和远程2种控制方式。供水管道旁都设有一个机旁操作箱，可在现场手动控制水冷线各水泵的启动停止，其控制功能包括:远程/就地选择，水泵备用选择，水泵的启动/停止，报警指示灯等。
1 引言
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莱钢中小型轧钢生产线于97年建成投产，主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。水冷系统用于棒材温度控制。轧制过程中必须控制棒材温度，特别是冷床入口处，根据冷却参数可改变钢材特性。为此，在冷床入口处安装水箱，使棒材的温度维持在设定的范围内。该生产线PLC控制系统由ABB公司提供，其水冷线系统采用ABB MasterPiece 200/1 PLC控制系统，实现了轧制过程中棒材的温度控制。
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2 系统组成WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
基础自动化系统采用ABB公司的RMC200轧钢控制系统，它是一个开放型集散控制系统，由一套MP200/1过程站和一套AS520操作员站组成。过程站由一个CPU机架带一个I/O机架组成，CPU机架上安装了CPU模板DSPC172、内存模板DSMB176、16通道的DSAI130、8通道的DSAO120以及32通道的DI/DO模板，通过通讯模板DSCS140连接到MasterBus300总线上，与其它过程站进行通讯，I/O机架由总线扩展模块DSBC172实现总线扩展。
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操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场水冷设备进行监控，主要功能有:(1)水冷系统的自动/手动的启停(2)棒材最终温度值TSET2数据设定和实时监控(3)事件与报警清单的显示与打印等。水冷系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。系统配置图如图1所示。
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3 软件实现
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该系统控制程序使用AMPL(ABB MasterPiece Language)编制，实现了结构化程序设计。工业控制程序往往功能繁多，该语言根据工业控制要求，将编程元素设计成一个个图形功能块，称为PC元素。PC元素内有三种结构类元素PCPGM、CONTRM和FUNCM，PCPGM是程序结构的最高层，旨在完成一个完整的控制功能，一个PCPGM下允许一个或几个CONTRM，而一个CONTRM下又可包含一个或几个FUNCM，从而使整个程序结构呈阶梯状，实现了结构化设计。
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另外，在CPU内还有一个实时数据库，它的作用是永久存储数据和在程序间传递数据。数据库内的元素称为DB元素，这些元素包括过程站所使用的的I/O模板和信号及程序中产生的其它数据信息。
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4 控制功能
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4.1 工艺设备
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中小型的水冷系统的每个水箱由冷却元件组成，使用冷却元件的数量根据钢材直径、温降和轧制速度确定。调节系统通过调节比例阀的开口来控制水流量的大小，进一步控制钢材温度。钢材温度由水箱入口和出口处的高温计检测。控制系统根据不同的产品轧制表可以增减水箱。水冷线共有两条供水管道，四个流量调节阀(每个生产线两个)，两条管道水流量的检测由日本横河AE100/200M电磁流量变送器检测，水压检测为1151电容式压力变送器，钢材温度由高温计检测:
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(1) 1线:1个旁通手动流量控制阀门和1个自动流量控制阀门可控制水流量300-600m3/h
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(2) 2线:1个旁通手动流量控制阀门和1个自动流量控制阀门可控制水流量100-300m3/h
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当冷却系统需要一个高于300m3/h的水流量时，2线流量阀开启，2线并入1线。如果在操作过程中，调节阀全部打开，并且在一段延时之后水冷线出口钢材未达到钢材设定温度，监控系统就会通过报警系统发出信号，提醒操作人员及时作出处理。图2为轧机水冷系统的设备布置图。
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4.2 主要控制功能
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(1) 本地和远程控制功能
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水冷线系统具有本地和远程2种控制方式。供水管道旁都设有一个机旁操作箱，可在现场手动控制水冷线各水泵的启动停止，其控制功能包括:远程/就地选择，水泵备用选择，水泵的启动/停止，报警指示灯等。
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