宽带钢热连轧基础自动化控制系统.pdf

宽带钢宽带钢热热连轧连轧
基基础自础自动动化化控控制系统制系统
北京科技大学高效轧制国家工程研究中心
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自自动化动化控控制系统制系统分级分级
n 四级:企业资源规划ERP
n 三级:制造执行系统MES
–生产订单
–物料管理、设备管理
–产品规划管理系统
n 二级:过程自动化
–产品生产过程中的数学模型及模型自学习等功能
n 一级:基础自动化
–控制具体设备的动作,例如轧机速度、辊缝位置等
n 零级:传动自动化
–电气传动:电动机的转速、电磁力矩
–液压传动:液压缸的位置、液压力矩
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自自动化动化控控制系统制系统分级分级
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L1基础自动化系统的基本概念
n 基础自动化用于直接控制轧线设备:
Ø 首先通过各种传感器等检测仪表采集得到轧线设备运行的
状态和数据,
Ø 然后各功能控制器根据轧制工艺要求和用户需求对采集到
的信号进行逻辑和数据处理,并输出控制信号驱动液压、
电动、气动等各种设备,实现轧制过程的自动控制,
Ø 另外通过画面、操作台等人机界面,操作人员能够对设备
运行进行一定程度在线监控和在线干预。
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L1基础自动化系统的基本概念
项目管理
SIMATIC 管理器
硬件
FB21
OB1

过程软件
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L1基础自动化系统的主要控制思想
反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成(见图)。图中带
叉号的圆圈为比较环节,用来将输入与输出相减,给出偏差信号。这一环
节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。
同开环控制系统相比,闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统
中,不管出于什么原因(外部扰动或系统内部变化),只要被控制量偏离
规定值,就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此,它具有抑制干扰的
能力,对元件特性变化不敏感,并能改善系统的响应特性。但反馈回路的
引入增加了系统的复杂性,而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为
提高控制精度,在扰动变量可以测量时,也常同时采用按扰动的控制(即
前馈控制)作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。
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L1基础自动化系统的控制算法
液压缸位置环控制闭环
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L1基础自动化系统的控制算法
n 主要控制算法:PID
– P 比例控制器
– I 积分控制器
– D微分控制器
n 其他控制算法
–模糊控制器
–神经元控制器
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L1基础自动化系统的基本组成
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L1基础自动化系统的基本组成
n 控制器
– S7-400、S7-300、 TDC
–编程语言:梯形图LAD、CFC
n 控制算法
–控制理论和控制工程
–控制算法
–零点校正等
n 接口
–网络接口
» 以太超五类双绞线光纤交换机支持光接口穿管
» DP 中级器,光纤
» 高速数据接口GDM等
–硬线接口
n 检测技术
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