鞍钢冷轧厂LZCIMS工程底层控制系统的设计与应用插装阀

鞍钢冷轧厂LZ-CIMS工程底层控制系统的设计与应用

鞍钢冷轧厂LZ-CIMS工程底层控制系统的设计与应用 2011： 80年代末，鞍钢冷轧厂开始进行大规模技术引进和设备改造，不同时期的工艺要求和装备水平导致了其在线控制设备分散、多样，互无联系，按生产工序可划分为若干生产机组，每个机组由一个或多个控制系统组成。机组相互间没有通信，整个物料控制通过传票方式进行。随着企业的发展、壮大和激烈的市场竞争，这种方式给生产的统一协调和管理带来了诸多困难，已不适应目前现代化生产和管理的需要。为此，鞍钢冷轧厂从1997年开始实施LZ-CIMS工程，使管理者能在CIMS的指导下进行生产管理和经营决策，实现集约化经营，力争在市场竞争中立于不败之地。针对现有设备状况，在CIMS底层控制系统中，采用先进有效的计算机软件和硬件设备，把各个生产工序有机地联结起来，形成一个完整的通信控制系统，为CIMS工程的建立和实现奠定基础。

1　LZ-CIMS结构和功能

鞍钢冷轧厂以生产冷轧薄板为主，是典型的冶金轧钢企业，具有连续型流程特点。LZ-CIMS是将人与生产经营、生产管理和自动化控制连成一体，用于实现从热轧原料开始，经过各个生产加工工序，最终到产品发货的整个生产过程全局自动化[1>。其分层分级结构如表1所示。　　管理层和控制层构成了整个结构的基础[2>。LZ-CIMS以厂生产经营为中心，管理层的厂级管理级作为管理层的最高一级，垂直辅射科室和车间管理级，厂级管理重点放在企业的经营和决策管理，并涉及财务和销售监管。科室管理级按职能分工有生产、计划、质量、设备、人事、供应、成品等方面的协调和管理。车间管理级是管理层的最低级，包括生产车间和设备车间管理，主要是面对各个生产机组，对生产运行和设备维护进行组织和监管，最大限度地发挥生产工序和机组设备的优势，保证生产和设备的稳定运行。　　控制层的分级由现有生产设备的自动化水平决定[2>，各机组自动控制系统形成了CIMS工程底层控制系统的核心。本厂控制层主要是以PLC为中心的基础自动化系统，并覆盖少量的监控上位机和配套的智能仪表。　　厂级信息中心使用两台IBMRS6000/R24，AIXV7.1.1操作系统，ORACLE数据库和TCP/IP协议；科室和车间安装PC个人电脑，DigitalPC3100ST；机组使用工业微机。

2　LZ-CIMS工程底层控制系统的设计与开发

2.1　控制设备现状　　鞍钢冷轧厂物料流动是从热轧厂成品来料依次经过酸洗、轧制、罩式炉退火、平整、剪切、分类包装工序，各工序紧密衔接，相互制约。由于设备引进和改造的时期不同，彼此自动化水平相差很大，且控制设备不统一，具体情况如下。　　(1)盐酸再生3台SIEMENSS5-115UPLC，两台PC32-T，操作系统为Windows For Workgroup，使用Wonderware公司的Intouch软件包开发监控应用程序。　　(2)盐酸洗3台瑞典Sattcon31PLC，分别负责头、中、尾部全线控制，盐酸拉矫机采用GETexasPC,LYNXOS2.1.0操作系统，盐酸焊机使用1台SIEMENSS5-135UPLC。　　(3)连轧机14台SIEMENSMMC216多微机，BD216操作系统，用PL/M-86语言编程。　　(4)罩式退火炉　　4座EBNER炉采用3台SIEMENSS5-115UPLC。　　老24座N2炉1台IPC610，CPU80386，MSDOS6.0操作系统，用GWBASIC编程，并通过3964R软件包与1台SIEMENSS5-135UPLC相连组成控制系统。　　新36座LOI炉1台PC32-R，CPU80486，DRDOS系统，用TurboPascal编程，通过ARCNET网与18台SIEMENSS5-115UPLC相连构成系统。　　较新36座LOI炉1台PC32-20，CPU80386，ConCurrentDos操作系统，用TurboPascal编程，通过3964R软件包与BCU(DDC控制器)通信。　　(5)平整机5台SIEMENSMMC286多微机，BD286操作系统，用PL/M86语言编程。　　(6)剪切线1＃剪切线由3台S5-135UPLC和1台SIEMENSSIMADYND组成，1＃剪包装线由1台S5-115UPLC完成自动包装；2＃剪切线采用1台S5-135UPLC控制；3＃剪切线用1台S5-155UPLC控制；纵向剪切线采用美国GETexasPC机，LYNXOS操作系统，用3COM网卡，采用TCP/IP协议。2.2　网络通信　　如上所述，盐酸洗、盐酸焊机、EBNER罩式炉、连轧机、平整机、1＃剪切线(含包装线)、2＃剪切线、3＃剪切线均无上位机，给系统连网带来了困难，我们设计系统方案遵循可靠、实用、节约的原则，在CIMS系统和底层工控机或PLC间，配置若干台PC机。这些PC机的主要功能是从下面采集实时数据，处理后打包送到CIMS系统的ORACLE数据库中，CIMS系统收到这些数据后，再作相应的功能处理。这些新增的PC机，我们称为LEVEL-2系统，它起到1个Gateway(网关)的作用，即把应用不同的网络协议的网，通过Gateway的翻译连起来，LEVEL-2通过HUB连到IBMRS-6000上，构成Client/Server结构。LEVEL-2与底层通信通过RS232口，采用点到点的通信方式，协议为RS232，详见图1所示。2.3　软、硬件设计　　LZ-CIMS底层控制系

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