SIMADYN D全数字系统在中板四辊主轧机改造上的开发与应用.pdfSIMADYN D全数字系统在

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详细说明：SIMADYN D全数字系统在中板四辊主轧机改造上的开发与应用pdf,SIMADYN D全数字系统在中板四辊主轧机改造上的开发与应用PN16 S:2 图<一> SIMADYN D系统硬件配置图 1〉—去△组整流柜晶闸管触发脉冲 2〉—去丫组整流柜晶闸管触发脉冲 3>从SA6C来的同步电源检测 5〉接操作面板OP2 该套控制系统主要包括CPU中央处理器模板PM16和两块 PG16,通讯缓冲板MM11,触发脉冲转换板SE20.2,IO板EMl1, 通讯接口板CS7以及机架间通讯板CS12(22)组成 PM16是一16位微处理器的CPU模板,它具有两个串行通讯接口,ⅩOl为V24信号,Ⅹ02为20mA信号,可以分别完成编程器及操作面板OP的通讯接口。X5接口具有开关量及模拟量的输入/输出功能,PM16可以对整个系统具有输入输岀、逻辑讣算、故障诊断、显示、速度开、闭环的控制功能 PG16也是一16位微处理器的CPU模板,它在系统中作为中断控制,可以实现电流环的开、闭环的控制,在模板上具有两个红绿发光二极管,可以实时显示电机的转矩方向。 SE20.2是一接凵模板,它用作 SIMADYN D系统的PG16和变流器电源侧的接口以配置 SITOR装置或用作高电压变换器,SE20.2 为PG16实际的反馈信号和触发脉冲的传送提供条件,模板具有以下功能:(1).提供同步电压及检测交流线电压的过零点信号。(2)实际值 (电动机电枢的电压、电流)的检测和处理。(3)低电压监视。(4) 二进制(温度、熔断器)的监视信号。(5触发脉冲的传送。 EMll是一I0模板,它用于模拟量(A/D或VF/D变换)信号的输入输出、二进制信号的输入输出及显示功能,还具有1个增量型编码器的脉冲输入通道。 CS7是一通讯接口板,它可以配三个不同的通讯子模板实现不同通讯协议的通讯功能,在本设计中在Xo01口配以SS4+SS31子模板, 以实现UsS通讯协议来完成对操作面板OP2的通讯任务。 CS12(22)是成对的配置的,分别配置在主、从机架中,通过光缆( Fiber Optic cable)连按两机架实现数据的传送,这样既可减少数据传送的时间和外界的千扰,又可节省施工的电缆敷设。 SA60用作线电压检测环节,可为PG16提供同步电压,同时具有低电压报警功能以上所需的模板(除SA60)都分别插入SR24机架的相应槽内, 同时各接口与外设各种接口模板相连,可作为各IO点输入并检测系统的运行状态,PM16的ⅹ02口配以Ss2子模板,与编程器 NIXDORF 相连,可以实蚬IBSG在线监控。CS7的X01口与操作面板OP2相连。EMl1输入/输出模板与S7-300PLC相连,以实现系统各种起、停命令、运行条件主给定及故障的输出。四辊主传动控制系统过程控制,在本次改造中采用S7-300PLC 以实现现场操作台的控制、现玚指示灯指示、各级故障的综合、快速开关及主开关的故障跳闸以及各种模拟信号的输入输出等现场过程控制。四辊电机控制系统主回路框图见图二所示。图二系统件功能框图电源主电路经6.3KV075KV,Y/Y-12,Y/△-11变压器分别作为 Δ、Y组的供电电源进入整流柜进行整流,整流柜晶闸管的触发脉冲由Δ、Y组S20.2的分别发出,并通过脉冲分配板分别进入整流并柜中。电枢电压反馈及接地反馈由LV100检测器检测经SE20.2及 EM11分别进入系统参与控制,电流反馈是通过变压器副边侧经交流互感器官3000:1反馈至SE20.2的Ⅹ02凵进行调节。两整流柜并柜之间为了保证电流分配的平衡,在交流侧安装了均衡电抗器。 PM16产生的励磁给定信号从SE20.2X01接∏引出接至 SIMOREG K6RA24装置作为弱磁给定信号,以保证电机的弱磁升速。 3、软件部分 SIMADYN D的用户应用软件是以UNIX操作系统作为支持软件,硬盘容量在470MB以上, STRUC G及 STRUC L是本系统的应用软件, STRUC O是以图形方式作为配置语言,它包括各种功能块如通讯功能块、数学训算块、逻辑控制块、电流功能块以及输入/输出功能块等。因此,用户在编程时可不考虑它的用法,只考虑工艺控制的过程,实现功能块的自由组合,以达到用户要实现的控制方案。 STRUC L软件运行于 windows环境下,它是以语句的形式来进行编程,它可清楚诊断编程岀现的错误提示,也可进行参数的配置与修改。编程首先进行主程序(MP)的编制,MP描述了机架中模板的配置情况,对每一个处理器板中被处理的功能包生成的总线信号和采样时间作岀规定,同时也对各模板的参数进行配置。其次对功能包(FP)的编写,处理器模板中完成的控制监视和调节任务等功能在FP中定义,每个功能包是以最小处理单元即基本功能块(如PI、ADD、MUL等)的结合来实现各种控制功能。我们在这次改造中软件功能框图如图三所示。 3A7, CKVA632073VM H5V/0:EA 图三四辊电札控制系统主回路框图 1—Y组整流柜并组整流柜并柜 11[52—直流快速开关11.10L2—哇抗器在程序软件方面所设计的功能包有: 在D01-P1中 PRX=RECV通讯中央接收块,对通讯功能模板的监视 PJl=COMM-1通讯代码的变换 PJ2= INPUT EMI接收的模拟量及开关量的输入/输出 PJ3=NLOG 系统启动、运行逻辑 PJ4=NLOG 建立速度环 PJS=FIELD 电势、励磁控制器 PJ6= FAULT系统保护及故障处理 P]7- OUTPUT模拟量及开关量的输岀 PJ8= DISPLY OP2面板的显示 PTX=SEND通讯中央传送块,对通讯传送通道的监视在D04-P2,PG16中,(Δ组) PIJECURRI △组电流环 PTX= seND1与编程器之间的总线通讯在D03PG16中,(Y组)电流环 PIJ=CURR2 Y组电流环 PTⅩ= seND2与编程器之间的通讯 4、通讯技术在本次设计中,我们采用了双机架光缆通讯技术( Fiber optic cable)和OP2操作面板通讯。机架通讯的处理器模板分 Master rack 与 Slave rack,在 Master rack中配置CS12板,在 Slave rack中配置CS22模板,软件编程采用间接通讯方式。OP2操作面板是采用USS 通讯协议,在CS7模板Ⅻ0Ⅰ凵插入Ss4子模板并配以SS31子模板实现这种通讯方式,接口方式为RS485,这样就可以通过OP2操作面板进行数据的实时显示及系统故障信息的显示,在机架中还存在一种内部总线通讯,各模板之间通过机架背部的插头进行连接,用L-bus和 C-bus背板总线方式进行通信。四、运行情况本次中板四辊主传动全数字化控制系统改造,由于采用 SIMENS 公司的全数字直流调速装置 SIMADYND,在我部工程技术人员的精心调试下,从安装到调试成功历时14天,于1999年9月16生产出合格的钢板,因此大大缩短了调试时间,并提高了硬件的可靠性, 系统从生产到现在运行一直正常。

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