摘要：本文簡(jiǎn)要描述了森吉米爾廿輥軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，軟件控制功能以及系統(tǒng)特點(diǎn)。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后產(chǎn)量極大的提高，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：軋機(jī) 計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)

Abstract: This article instroduce Hardware and software and network of production of computer control systerm for twenty rools of sendzimir mill.
Key words: mill ; computer ; control systerm

一、概述
森吉米爾（SENDZIMIR）二十輥冷軋機(jī)由法國(guó)DMS公司制造，總長(zhǎng)約二十七米，軋制線高度為1.1米。軋機(jī)主體設(shè)備由二十輥森吉米爾軋機(jī)、三臺(tái)鋼卷移動(dòng)小車、開(kāi)卷機(jī)、一套CPU對(duì)中裝置、五輥矯直機(jī)、左右卷取機(jī)、五套卷墊紙機(jī)、兩套擦油器、兩套測(cè)厚儀、板型儀、兩套橫移式圓盤(pán)剪、換輥小車、地下油庫(kù)、液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)、軋制油過(guò)濾系統(tǒng)、油庫(kù)排煙系統(tǒng)、消防系統(tǒng)組成。二十輥軋機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用一臺(tái)HPC控制計(jì)算機(jī)，8臺(tái)工作站，2臺(tái)服務(wù)器，與傳動(dòng)系統(tǒng)共同構(gòu)成三級(jí)以太網(wǎng)絡(luò)，分別用于控制開(kāi)卷、左右卷取、主軋機(jī)等交流主傳動(dòng)系統(tǒng)，馬達(dá)控制中心，液壓電磁閥，軋制順控，液壓系統(tǒng)，過(guò)濾分配系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分。工藝簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

二、硬件組成
廿輥軋機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用1套HPC計(jì)算機(jī)控制柜，用于控制開(kāi)卷、卷取、主軋機(jī)等交流主傳動(dòng)系統(tǒng)，馬達(dá)控制中心、液壓電磁閥、軋制順控、液壓、過(guò)濾、潤(rùn)滑順控部分。HPC機(jī)架配置見(jiàn)圖2。

HPC計(jì)算機(jī)控制柜硬件由CPU卡、模擬量輸入模塊ICV 150、數(shù)字量輸入輸出模塊ICV196、脈沖計(jì)數(shù)器輸入模塊DZ232、模擬量輸出模塊MI16IAO、HE700-GEN200（N80網(wǎng)絡(luò)接口）、ProfiBUS總線轉(zhuǎn)換模塊SST5136、OptoBUS總線轉(zhuǎn)換模塊VLI041、機(jī)架等組成。
■CPU卡 型號(hào)：VMIVME-7698-345
Celeron處理器
256M DRAM內(nèi)存
64位AGP圖形加速顯卡
■模擬量輸入模塊ICV 150
32路差分通道或64路單通道
輸入電平 ± 10V
■數(shù)字量輸入輸出模塊ICV196
提供96個(gè)數(shù)字輸入/輸出（12組8通道）
最大保護(hù)70V
最大電流300 mA
■脈沖計(jì)數(shù)器輸入模塊DZ232
允許以下類型的測(cè)量：
32位位置測(cè)量（脈沖記數(shù)）
24位周期測(cè)量（時(shí)間記數(shù)），周期由旋轉(zhuǎn)傳感器2個(gè)邊沿脈沖的時(shí)間間隔決定。時(shí)間基準(zhǔn)由可變成計(jì)時(shí)器或VME總線的多路同步信號(hào)決定。
■模擬量輸出模塊MI16IAO
12位分辨率
最大電流 4-20 mA
■HE700-GEN200（N80網(wǎng)絡(luò)接口）
HE700-GEN200為單插槽VME模板。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持通訊終端，串口1，串口2，屏蔽in，屏蔽out。網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)有一個(gè)終端電阻。電阻值需要與電纜的阻抗特性相匹配。若電纜的阻抗特性未知，則選用120歐姆的電阻。
■ProfiBUS總線轉(zhuǎn)換模塊SST5136
SST5136應(yīng)用在VME總線中，主機(jī)與使用Profibus DP和FDL的ProfiBus網(wǎng)絡(luò)通訊。SST5136卡支持所有模式下的同步操作。支持標(biāo)準(zhǔn)ProfiBus下9.6K、19.2K、93.75K、7.5K,500K,750K,1.5M,3M,6M和12M的波特率。
■OptoBUS總線轉(zhuǎn)換模塊VLI041
2串口連接RS232和RS422/RS485
OPTOBUS及VME狀態(tài)指示燈
■機(jī)架
包括機(jī)械部分，底板，風(fēng)扇，PSU及用于基于VME總線的微處理器系統(tǒng)顯示板。

三、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
系統(tǒng)采用分布式局域網(wǎng)，包括8臺(tái)操作站，1臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，1臺(tái)應(yīng)用程序服務(wù)器。
1、一級(jí)以太網(wǎng)
使用以太網(wǎng)光纖、雙絞網(wǎng)線，以太網(wǎng)光纜-RJ45介質(zhì)轉(zhuǎn)換器、交換機(jī)，各PC機(jī)使用網(wǎng)絡(luò)適配器，構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)。HPC、工程師站P6、遠(yuǎn)程維護(hù)站P7、數(shù)據(jù)服務(wù)器P8，INTOUCH服務(wù)器P10，板型維護(hù)工作站P3、P9，以及測(cè)厚儀使用TCP/IP通訊協(xié)議。 P80C程序中的ACO資源實(shí)現(xiàn)各工作站與HPC、板型儀，測(cè)厚儀在應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)通訊成功。
2、二級(jí)以太網(wǎng)
實(shí)現(xiàn)一級(jí)以太網(wǎng)與主控制站P1、輔助控制站P2、軋制程序站P4、維護(hù)工作站P5以及P8，INTOUCH服務(wù)器P10的通訊。
3、N80遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)
N80遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)使用21個(gè)N80通訊接口單元，連接所有N80網(wǎng)遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)，包括64個(gè)16路數(shù)字量輸入模塊，33個(gè)16路數(shù)字量輸出模塊，8個(gè)4路溫度值輸入模塊。使用手持編程器對(duì)各通訊接口單元配置站頭地址，模塊數(shù)量、類型，通訊參數(shù)， P80C程序的AIO資源模塊，實(shí)現(xiàn)HPC與馬達(dá)控制中心、主操作臺(tái)、輔助操作臺(tái)、電磁閥、遠(yuǎn)程I/O等之間通訊成功。
4、ProfiBUS網(wǎng)
在HPC計(jì)算機(jī)控制柜使用SST-5136 ProfiBUS通訊模板，配置摸板地址、軋機(jī)顯示儀ANSS、ANLD、ANED、ANEG通訊地址。由P80C程序的ACO資源模塊中PROFIBUS通訊程序，實(shí)現(xiàn)顯示軋機(jī)上壓下、軋線高度、左偏心輥、右偏心輥等重要工藝參數(shù)。
5、RS485網(wǎng)
在HPC計(jì)算機(jī)控制柜使用VMIVME-7698-345模板，配置模板的地址、COM1、COM2工作參數(shù)，軋機(jī)輔助操作臺(tái)ANLB、ANRB的顯示屏工作參數(shù)。連接RS232-RS485轉(zhuǎn)換模塊，由P80C程序的ACO資源模塊中RS485通訊軟件，發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)正確顯示工藝參數(shù)。
6、OptoBUS網(wǎng)
使用SST-5136模板，通過(guò)網(wǎng)關(guān)研華IPC-610 EP-250的OptoBUS通訊卡PCO41 （ST connection），由P80C程序的ACO資源模塊中OPTOBUS INTERFACE通訊軟件，實(shí)現(xiàn)HPC、以太網(wǎng)與傳動(dòng)系統(tǒng)的正常通訊。
各工作站及控制柜IP地址配置見(jiàn)表2：

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

四、軟件控制功能
控制系統(tǒng)的軟件有：HPC的VX—WORKS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、P80C程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)（版本2.6h）、組態(tài)軟件INTOUCH 7.1。
●HPC控制軟件
HPC控制軟件由下列幾部分組成：
1.ACO通訊軟件實(shí)現(xiàn)了厚度曲線、報(bào)表軟件、概要和普通數(shù)據(jù)通訊、用于軋機(jī)顯示儀的Profibus通訊、厚度曲線、報(bào)表通訊、TCP/IP協(xié)議通訊等。
2.AIO遠(yuǎn)程I/O實(shí)現(xiàn)了N80網(wǎng)絡(luò)通訊、輸入、輸出、接口單元控制。
3、ASL帶鋼驅(qū)動(dòng)壓下順控實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)曲線繪制、任務(wù)同步控制、軋制輔助順控、過(guò)程順控、部分順控以及卷紙機(jī)控制等。
4、ASM鋼卷予處理實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)曲線繪制、輸入采集及仿真、入口張力、出口張力控制、監(jiān)視畫(huà)面接口等。
5、ASU液壓同步控制實(shí)現(xiàn)了200帕、130帕水壓控制、過(guò)濾器控制、冷卻水循環(huán)控制、潤(rùn)滑油泵控制等。
6、ARE帶鋼驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)了開(kāi)卷張力測(cè)量、直流驅(qū)動(dòng)順控、交流驅(qū)動(dòng)順控等。
7、ARF板型控制實(shí)現(xiàn)了板型曲線繪制、軋機(jī)1#中間輥位置控制等。
8、ARG 測(cè)厚控制上輥壓下位置控制、測(cè)厚及糾偏控制等。
9、ARP軋制過(guò)程控制組成步驟管理、出/入口選擇、板型測(cè)量系統(tǒng)、鋼種特性處理等。
●HMI內(nèi)容列表

五、系統(tǒng)特點(diǎn)
1、森吉米爾（SENDZIMIR）二十輥冷軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用的C80—PEC/HPC是基于Intel Architecture vxWorks實(shí)時(shí)系統(tǒng)的高性能控制器，它功能強(qiáng)大、編程環(huán)境友好，編程語(yǔ)言先進(jìn)。
■響應(yīng)快（VDM6000為400 µS）；
■可安裝多個(gè)處理器（最多可達(dá)4個(gè)）；
■一個(gè)處理器可以處理多個(gè)資源；
■一個(gè)資源中可以處理所有任務(wù)的多個(gè)循環(huán)；
■在程序運(yùn)行過(guò)程中可以自動(dòng)定義優(yōu)先權(quán)；
■可以對(duì)I/O信號(hào)進(jìn)行仿真修改；
■系統(tǒng)自診斷；
■每一個(gè)處理器都可以與以太網(wǎng)連接。
2、森吉米爾（SENDZIMIR）冷軋機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)采用世界先進(jìn)的高壓交直交變頻，將電容浮充法直接應(yīng)用于交直交變頻的整流部分，構(gòu)成3400V、1200A的高壓、大電流裝置，技術(shù)先進(jìn)。太鋼2#、3#森吉米爾軋機(jī)是世界上實(shí)際應(yīng)用的第二和第三套。
3、森吉米爾（SENDZIMIR）冷軋機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)變頻裝置和整流回饋單元都使用IGBT（絕緣柵雙極晶體管），其母線連接方式效率高，主回路線路簡(jiǎn)單，整流側(cè)變壓器和交流進(jìn)線側(cè)低諧波電流裝置容量小，但對(duì)控制功能和電網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度要求高。