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【摘 要】本文针对通钢冷轧工艺特点及产品要求，概述了通钢冷轧厂自动化系统的分级、基础自动化的硬件和软件情况。
【关键词】自动化；分级；硬件；软件
1、概述
轧制过程的基础自动化控制對象的执行机构主要有各类电动机、液压缸、电磁铁、阀门和开关等，控制信号来自冷、热金属检测器、测温仪、测力仪、测宽仪、测厚仪、板形仪等。一般还配有数据采集系统，将实测的轧制参数上传至上位机[1]。
通钢冷轧板工程总体自动化系统从功能上分为三级：
1级：基础自动化系统；2级：过程自动化系统；3级：生产管理系统（预留）。
1级基础自动化系统由电气传动自动化和仪表自动化系统组成，主要功能是对生产机组生产过程进行适时控制、数据采集、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信（包括接受二级计算机的设定值和发送实际过程数据给二级计算机）。
2级过程自动化系统由过程计算机系统组成，主要功能是对轧钢生产过程进行模型优化控制及生产过程监示，实现生产的高质量，低消耗，并实现各生产机组协调生产，提高生产效率。
3级生产管理系统由生产管理计算机系统组成，主要功能是全线生产计划生成、管理及生产指令的下达；全线物料跟踪及原料库和成品库的管理；生产监控、协调及报告等。
2、硬件配置
选取合适的先进的核心控制器是轧机基础自动化控制的重要环节，通钢冷轧在控制器的选取上选择了ABB公司推出的AC800PEC控制器。AC800PEC控制器是高性能的过程控制系统，具有全集成自动化功能。它将生产制造和工艺过程领域统一起来，从而使所有的软硬件合成为一个系统。这种集成包括三个方面：数据管理、配置与编程、通讯。它可构成新型的现场总线控制系统，实现了高速度、高质量、低消耗、稳定可靠的运行2。
（1）控制器
AC800PEC控制器：4台；组态软件：Control Builder M；CPU：IBM PowerPC 750FX；主频：400 MHz；内存：128 M；闪存：16M；通讯：以太网（2个100MBit/s，RJ45）；Any-IO（能在Profi bus中使用）；光纤；CPU利用率<70%。
（2）数据采集分析系统（PDA）
主要功能：采集、存储、记录、显示、离线分析和显示、打印输出。PC板的I/O通道：模拟量32；数字量32；采样速度1ms。
组态I/O点数：1024模拟量；1024数字量。系统快速通讯模块采用ABB公司生产的S100模块来作为位置控制、压力控制及急停控制等。
（3）网络通讯
控制网络（MMS）：ABB特有用于控制器与一级服务器间通讯，支持100MBit/s以太网的传输速度，遵循主从通讯原理，通讯信息长度为1024字节。
设备网络：用于连接一级服务器与一级操作站、二级服务器及二级机、打印机；采用TCP/IP协议；支持100MBit/s以太网的传输速度。
内部网络协议（VIP）：用于二级服务器与控制器、厚度及板形控制系统间通讯。
通讯协议：TCP/IP、UDP/IP；传输速率：10MBit/s。
高性能通讯：用于控制器之间的通讯，是一种高性能的通讯，具有快速、低负荷的特点。通讯介质采用光纤。
控制器与远程IO站通讯：采用ProfibusDP总线连接。
控制器与传动之间的通讯：采用Module bus通讯，通讯介质为光纤。
控制器与本地I/O（S100）间通讯：采用背板总线连接。
3、软件配置
系统软件包括控制软件和人机界面软件。
控制软件：用800XA完成系统硬件组态和编程，用来完成工艺生产过程的全部控制任务。其中包括：PID的控制、流量计、模拟信号及数字信号的采集等等，再将程序载入AC800PEC控制器内部，完成相应的逻辑控制功能。
人机界面软件：VB6.0是面向对象的工业控制组态软件，可将生产过程中的状态以图像、文字、曲线及报警等清楚地表达出来。在系统中还使用了下列两种软件包：IBA软件及PP835软件，IBA系统能够将所发生的事件、过程数据记录下来，供历史数据查询使用，PP835 系统也能够将生产过程中的状态以图像、文字、曲线及报警等清楚地表达出来。
AC800PEC通过以太网与控制计算机交换数据，使通讯程序和组态软件构成一个完整的系统，确保系统的高效率运行，并实现现场实时监控画面、PID 控制调节、报警显示、数据保存、报表打印等等。
（1） PLC软件设计
AC800PEC控制器采用ABB公司的AMPL（ABB Master ProgrammingLanguage）程序软件进行编制，其中包含丰富的功能控制块，可以方便、快捷地完成各种类型的控制要求。该语言提供了非常丰富的指令集，它使复杂功能的编程变得简单快捷。提供了结构化的程序设计方法；此语言以块形式管理用户编写的程序和数据，可以通过调用语句将它们组成结构化的程序，增加程序的可读性和易维护性。系统为用户提供了大量预先编制的功能块，用户可直接使用这些功能块，从而大大缩短了编程时间。
（2） VB监控软件设计
VB可以实现与控制器通讯、数据查询以及各种监控画面的切换，根据轧机的工艺要求，控制系统制作了50多幅监视控制画面。每幅画面都能方便切换。用图形实时地显示各现场被控设备的运行情况以及现场的状态参数。各操作员站、人机界面通过联网互相操作，可查询各种设备的运行状态，确认设备是否处于正常工作状态，还可查询历史数据库存储生产过程数据，供统计分析使用。也可根据生产的实际需要打印相关报表，工作人员可以定期把历史数据库备份到其它存储介质，以便查询。利用数据库中的数据进行比较和分析，得出有用的经验参数，可优化轧机工艺的轧制表。
4、结束语
通钢冷轧厂轧机自动化系统自投入生产以来，系统运行稳定，轧制板形控制效果达到设计要求。
参考文献
[1]2-stand 6-High Reversing Cold Rolling Mill Tonghua Iron & Steel Co.， Ltd via China First Heavy Industries， ABB CN M.2007，9（1）：2-4
[2]田红芳，田崇法.ABB控制器在冷轧机自动化控制系统中的应用[J]，世界有色金属，2010，2：44-46
1于雪梅：1978年生，性别：女，籍贯：吉林省通化市，职称：应用电子技术工程师，学历：硕士，单位：通钢培训中心，从事的研究方向或工作领域：电气自动化。
【关键词】自动化；分级；硬件；软件
1、概述
轧制过程的基础自动化控制對象的执行机构主要有各类电动机、液压缸、电磁铁、阀门和开关等，控制信号来自冷、热金属检测器、测温仪、测力仪、测宽仪、测厚仪、板形仪等。一般还配有数据采集系统，将实测的轧制参数上传至上位机[1]。
通钢冷轧板工程总体自动化系统从功能上分为三级：
1级：基础自动化系统；2级：过程自动化系统；3级：生产管理系统（预留）。
1级基础自动化系统由电气传动自动化和仪表自动化系统组成，主要功能是对生产机组生产过程进行适时控制、数据采集、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信（包括接受二级计算机的设定值和发送实际过程数据给二级计算机）。
2级过程自动化系统由过程计算机系统组成，主要功能是对轧钢生产过程进行模型优化控制及生产过程监示，实现生产的高质量，低消耗，并实现各生产机组协调生产，提高生产效率。
3级生产管理系统由生产管理计算机系统组成，主要功能是全线生产计划生成、管理及生产指令的下达；全线物料跟踪及原料库和成品库的管理；生产监控、协调及报告等。
2、硬件配置
选取合适的先进的核心控制器是轧机基础自动化控制的重要环节，通钢冷轧在控制器的选取上选择了ABB公司推出的AC800PEC控制器。AC800PEC控制器是高性能的过程控制系统，具有全集成自动化功能。它将生产制造和工艺过程领域统一起来，从而使所有的软硬件合成为一个系统。这种集成包括三个方面：数据管理、配置与编程、通讯。它可构成新型的现场总线控制系统，实现了高速度、高质量、低消耗、稳定可靠的运行2。
（1）控制器
AC800PEC控制器：4台；组态软件：Control Builder M；CPU：IBM PowerPC 750FX；主频：400 MHz；内存：128 M；闪存：16M；通讯：以太网（2个100MBit/s，RJ45）；Any-IO（能在Profi bus中使用）；光纤；CPU利用率<70%。
（2）数据采集分析系统（PDA）
主要功能：采集、存储、记录、显示、离线分析和显示、打印输出。PC板的I/O通道：模拟量32；数字量32；采样速度1ms。
组态I/O点数：1024模拟量；1024数字量。系统快速通讯模块采用ABB公司生产的S100模块来作为位置控制、压力控制及急停控制等。
（3）网络通讯
控制网络（MMS）：ABB特有用于控制器与一级服务器间通讯，支持100MBit/s以太网的传输速度，遵循主从通讯原理，通讯信息长度为1024字节。
设备网络：用于连接一级服务器与一级操作站、二级服务器及二级机、打印机；采用TCP/IP协议；支持100MBit/s以太网的传输速度。
内部网络协议（VIP）：用于二级服务器与控制器、厚度及板形控制系统间通讯。
通讯协议：TCP/IP、UDP/IP；传输速率：10MBit/s。
高性能通讯：用于控制器之间的通讯，是一种高性能的通讯，具有快速、低负荷的特点。通讯介质采用光纤。
控制器与远程IO站通讯：采用ProfibusDP总线连接。
控制器与传动之间的通讯：采用Module bus通讯，通讯介质为光纤。
控制器与本地I/O（S100）间通讯：采用背板总线连接。
3、软件配置
系统软件包括控制软件和人机界面软件。
控制软件：用800XA完成系统硬件组态和编程，用来完成工艺生产过程的全部控制任务。其中包括：PID的控制、流量计、模拟信号及数字信号的采集等等，再将程序载入AC800PEC控制器内部，完成相应的逻辑控制功能。
人机界面软件：VB6.0是面向对象的工业控制组态软件，可将生产过程中的状态以图像、文字、曲线及报警等清楚地表达出来。在系统中还使用了下列两种软件包：IBA软件及PP835软件，IBA系统能够将所发生的事件、过程数据记录下来，供历史数据查询使用，PP835 系统也能够将生产过程中的状态以图像、文字、曲线及报警等清楚地表达出来。
AC800PEC通过以太网与控制计算机交换数据，使通讯程序和组态软件构成一个完整的系统，确保系统的高效率运行，并实现现场实时监控画面、PID 控制调节、报警显示、数据保存、报表打印等等。
（1） PLC软件设计
AC800PEC控制器采用ABB公司的AMPL（ABB Master ProgrammingLanguage）程序软件进行编制，其中包含丰富的功能控制块，可以方便、快捷地完成各种类型的控制要求。该语言提供了非常丰富的指令集，它使复杂功能的编程变得简单快捷。提供了结构化的程序设计方法；此语言以块形式管理用户编写的程序和数据，可以通过调用语句将它们组成结构化的程序，增加程序的可读性和易维护性。系统为用户提供了大量预先编制的功能块，用户可直接使用这些功能块，从而大大缩短了编程时间。
（2） VB监控软件设计
VB可以实现与控制器通讯、数据查询以及各种监控画面的切换，根据轧机的工艺要求，控制系统制作了50多幅监视控制画面。每幅画面都能方便切换。用图形实时地显示各现场被控设备的运行情况以及现场的状态参数。各操作员站、人机界面通过联网互相操作，可查询各种设备的运行状态，确认设备是否处于正常工作状态，还可查询历史数据库存储生产过程数据，供统计分析使用。也可根据生产的实际需要打印相关报表，工作人员可以定期把历史数据库备份到其它存储介质，以便查询。利用数据库中的数据进行比较和分析，得出有用的经验参数，可优化轧机工艺的轧制表。
4、结束语
通钢冷轧厂轧机自动化系统自投入生产以来，系统运行稳定，轧制板形控制效果达到设计要求。
参考文献
[1]2-stand 6-High Reversing Cold Rolling Mill Tonghua Iron & Steel Co.， Ltd via China First Heavy Industries， ABB CN M.2007，9（1）：2-4
[2]田红芳，田崇法.ABB控制器在冷轧机自动化控制系统中的应用[J]，世界有色金属，2010，2：44-46
1于雪梅：1978年生，性别：女，籍贯：吉林省通化市，职称：应用电子技术工程师，学历：硕士，单位：通钢培训中心，从事的研究方向或工作领域：电气自动化。