过程控制系统在承钢1780生产线的应用

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1、过程控制系统在承钢1780生产线的应用【摘要】本文介绍承德钢铁公司1780热连轧生产线过程控制系统的组成、原理和实际应用情况，主要阐述热轧过程控制系统在实际轧钢过程中的作用。【关键词】过程控制热轧带钢模型采集1.引言热轧卷板是以板坯为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组轧制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷。而过程控制系统的作用就是在热轧卷板的生产过程中通过对采集到的各种数据进行分析，计算出现场各种设备的各项参数指标（也就是生产过程中的设定点数据），并将这些数据发送给基础自动化设备，从而实现对现场各种设备

2、精确地控制，最终得到合格的热轧卷板。承钢1780生产线采用的是西门子公司提供的热轧过程控制系统，该系统主要分为非控部分和控制部分。西门子公司定义的非控部分是指除了各种轧制模型之外所用的数据库和通讯等应用程序。这里所说的控制部分也就是模型，包括粗轧、精轧、层冷和板型的预计算模型和实时在线计算的模型。2.过程自动化层次概述图1自动化层次划分图管理层:level4生产计划编制和控制层:level3过程自动化层:level2基础自动化层:level1硬件和直接控制层:level0本文主要介绍的是过程自动化层的过程控制系统，也就是我们常说的轧钢二级系统。3.

3、控制部分和非控部分的区别承钢1780生产线采用的过程控制系统主要包括两部分：控制部分和非控部分。非控部分包括所有的不直接控制现场设备的功能模块，也就是说非控部分的主要作用是数据处理、物料跟踪和人机接口。控制部分包含了所有为了能够达到目标值和过程参数而负责计算和优化轧制设定点的功能模块。控制部分包含了粗轧、精轧和层冷所有部分的计算模型。4.非控部分介绍非控部分主要包括以下功能模块：97PAP(plantadapter)：此功能模块是与外部的接口。PDH(primarydatahandling)：处理主数据。PDM(productiondatamana

4、ger)：处理板坯相关的产品数据。STA(setpointagent)：处理设定点请求。SST(setpointstorage)：处理静态设定点。ADH(actualdatahandling)：收集实测值并供模型使用。PQE(productqualityevaluation)：产品质量评估。HMI(humanmachineinterface)：人机接口，也就是二级画面。SDH(setupdatahandling):向一级发送设定点。5.与加热炉二级系统的接口1780生产线过程控制系统中与加热炉二级系统的通讯采用TCP/IP协议的报文方式通讯，主要报

5、文如下：5.1出钢序列报文在加热炉内板坯顺行发生变化时，例如加热炉出钢或者装刚完成，加热炉二级会向1780生产线过程控制系统发送出钢序列报文。此报文中包含了加热炉即将出炉的六十块板坯的出炉顺序。5.2出钢报文当加热炉出钢完成，会向1780生产线过程控制系统发送出钢报文，报文中包含此次出钢的板坯号、炉号、入炉温度、出炉温度、出炉时间、下一块出钢的板坯号、下一块出钢的板坯所在炉号等信息。此报文触发1780生产线过程控制系统进行粗轧、精轧和层冷的预计算。5.3请求出钢报文此报文是在1780生产线过程控制系统中的MIP模型（轧制节奏模型）投用的情况下，MI

6、P模型根据轧线实际情况计算出下一块板坯最优的出钢时间，由1780生产线过程控制系统向加热炉二级系统发生请求出钢报文。请求出钢报文中包含下一次出钢的出钢时间。5.4轧制生产数据报文在板坯完成粗轧轧制并获得粗轧后实测温度后，1780生产线过程控制系统会向加热炉二级系统发送轧制生产数据报文。此报文中包括钢卷号、轧制道次和对应钢卷粗轧轧制完成时的温度。加热炉二级系统会根据此报文进行数据清理。6.与基础自动化的接口图2过程控制系统和基础自动化通讯图上图是一个过程控制系统和基础自动化通讯的典型图，其中重要的部分如下：97物料信息：物料信息主要是在PDH和MTR

7、中进行处理，MTR负责物料跟踪，PDH负责具体的数据处理。设定点数据：设定点数据主要是通过STA和SDH两个功能模块进行处理，STA负责请求设定点并将计算结果进行存储，SDH负责向一级发送设定点数据。测量值：测量值是由基础自动化的ADH功能模块负责收集和处理，将模型计算所需的数据发送给模型程序，并将测量数据发送给其他需要测量数据的功能模块。7.与产销系统(level3)的接口图3产销系统与过程控制系统的数据交互图上图给出了产销系统(level3)与过程控制系统(level2)的数据交互。交互的数据主要有：从产销系统(level3)向过程控制系统(l

8、evel2)发送轧制计划主数据（板坯信息）。从产销系统(level3)向过程控制系统(level2)发送轧辊和剪刃数据。从