TDC系統在2800中厚板線AGC的應用

摘 要：本文簡單介紹了西門子TDC控制系統，詳述其在2800中厚板軋線壓下AGC系統中的應用。

關鍵詞：TDC;中厚板;AGC

中厚板軋線為獲得良好的鋼板厚度異板差和同板差，必須進行基于高精度AGC模型的液壓壓下位置控制，為此控制系統的硬件運算速度及穩定性十分重要，我廠2800線AGC系統運行十余年來，故障率高，備件不易準備，而且由于液壓AGC與電動壓下APC為兩套系統分別控制，控制精度差，使鋼板質量與產量得不到保障，為了保證鋼板質量與產量，我們決定對采用SIMATIC TDC 系統對AGC系統進行升級改造。

一、SIMATIC TDC 簡介

SIMATIC TDC（Technology and Driver Controller 工藝和傳動控制器）是高性能自動化系統，有以下主要特性：

模塊化的系統結構，可根據不同時期任務要求靈活配置;SIMATIC TDC 由一個或多個機架組成，每個機架可插入多達21塊模板。多處理器運行方式可以實現性能的幾乎無限制擴展。

TDC中央處理器性能強大，采用64位結構，采樣時間最短可達100us，處理速度快。因而特別適用像本例這樣的多參數多閉環的動態控制任務;

可使用本廠已有的STEP7組態工具進行圖形化組態，可大大降低工程與組態成本;TDC所使用的連續功能圖（CFC）和順序功能圖（SFC）都是廣泛應用的標準西門子工具，用戶可以順利的掌握組態和編程方法。

借助西門子的標準應用，例如通訊和HMI 標準：PROFIBUS DP 和工業以太網，SIMATIC WinCC和SIMATIC 操作員面板，大大降低維護和培訓成本。豐富的診斷功能可及時發現系統本身和外圍設備故障，顯著提高系統可靠性。

二、在中厚板AGC系統上的應用

（一）系統描述

安鋼2800中厚板軋機AGC基礎自動化的主要功能為精軋機架壓下的輥縫控制，控制核心采用西門子TDC系統，PROFIBUS-DP與AGC液壓站PLC及電動壓下控制系統通訊，ET200M從站采集外圍信號。TDC與上位機WinCC服務器通訊，信息顯示和操作工的各種操作通過WinCC操作員站在操作臺顯示。AGC液壓站控制液壓站運行，為AGC液壓缸提供油壓，采用西門子S7-300系統;電動壓下采用西門子6RA70裝置控制兩臺直流電機，由于電動壓下驅動由TDC直接控制，實現了APC（電動位置控制）與AGC（液壓位置控制）的聯動控制。

2800中厚板線TDC采用以下硬件配置：一塊CPU551中央處理器;2塊SM500 I/O模板，用于外圍輸入/輸出數字量/模擬量信號;CP50M0通訊模板，作用于與ET200M、S7300、西門子6RA70直流調速系統;CP51M工業以太網模板，用于與HMI及編程設備通訊。

（二）實現功能

工作方式。壓下/抬升控制：程序設計為：檢修、手動、半自動、自動四種工作方式：

（1）檢修方式：停車檢修時使用;

（2）手動方式：通過操作臺主令控制器控制壓下電機，AGC不參與補償，液壓缸可在封油狀態或泄壓狀態，操作工手動操作主零控制器工作;

（3）半自動方式：調用計算機規程計算;軋件的軋制工藝參數記錄;查看在線軋件的工藝參數;跟蹤修正功能;通過邏輯信號判斷自動下壓、抬升，出現意外時可通過操作臺道次上移、道次下移和道次復位控制壓下電機。

（4）自動方式：調用模型道次修正計算。

半自動/自動方式電動壓下控制。根據壓下MTS的基準位置和實際位置進行壓下電機的控制，壓下速度根據MTS位置基準與檢測值之間的偏差由壓下曲線進行進行速度計算。

為了保證速度與精度，在前幾道次壓下行程較大時，采用電動壓下，在最后兩道次時，采用全液壓壓下，在自動/半自動方式下，如果電動壓下出現問題，還可實現全液壓軋制。

TDC在AGC的應用中，不但實現了軋制規程預計算;軋制規程階段修正計算;軋制規程道次修正計算;軋制規程自學習計算;換輥處理;調零處理;軋機剛度處理等功能，而且由于其出色的位置、壓力閉環控制，使得輥縫定位精度達到了0005mm;液壓壓下速度>8mm/s（帶載）;系統0.1mm階躍響應≤50ms;產品尺寸精度實現以下指標：

①縱向同板差偏差σt：當鋼板厚度在6-10mm之間時，同板差小于0.10mm;在10-20mm之間時，小于0.12mm，在20-50mm之間時，小于0.16mm;

②異板差：當鋼板厚度在6-10mm之間時，異板差小于012mm;在10-20mm之間時，小于0.14mm，在20-50mm之間時，小于0.18mm;

③板型指標也達到很高的標準。

（三）使用維護

在系統施工中，特別注意規避強電磁干擾的影響，系統遠離軋線主要變流裝置;特別是系統的各種接地，屏蔽地、系統地單獨埋設，給各種高精度傳感器提供良好的工作環境，減少各種可能的干擾對TDC系統的影響。在日常維護中，做好外圍設備的保養和接地系統的檢查工作。

我廠這套TDC系統從2007年投用至今，已經11年，除外圍檢測元件出現過損壞，系統沒有出現任何故障，為我廠的產品質量與產量奠定了良好基礎。

參考文獻：

[1]SIMATIC TDC用戶指導手冊（西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團技術支持部趙欣編）.

作者簡介：魏軍林（1970-），男，漢族，河南安陽市人，電氣高級技師，精于大型傳動設備的維護。