西门子过程控制系统概述

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1、西门子过程控制系统概述摘要本文以鞍钢1450冷连轧工程为例，主要介绍西门子过程控制系统的基本技术极其在冷连轧项目中的应用。过程控制系统CORBA1前言一个完整的过程控制自动化系统主要由以下几个部分组成：自动化仪表、工艺及数学模型、执行机构、计算机系统的构成。冷连轧重要的自动化仪表主要测厚仪、板型仪、测速仪、压力计、张力测量仪等。主要的工艺和数学模型有轧制力模型、前滑模型、负荷最优分配模型、厚度模型、板形模型、张力模型等。先进的执行机构大量使用，大功率传动系统普遍采用交一交、交一直一交变频和直流传动，小功率辅助系统（如张力辘）主要采用变频调速，位置执行机构

2、大量采用液压伺服传动。而计算机系统普遍采用大型分布式计算机控制系统。这样，大量新工艺、新设备以及高端计算机控制系统的采用，使得带钢冷冷轧的牛产质量和效率大大提高，为钢铁企业带来巨大的经济效益。1450冷连轧生产线的控制系统采用德国西门子公司的先进技术。过程控制系统（二级）使用基于C0RBA规范的SUBSYS系统oCORBA（CommonObjectRequestBrokerArchitecture公共对象请求代理体系结构）是由OMG组织制订的一种标准的面向对象应用程序体系规范，二级进程间的通讯信息传递是通过SUBSYS实现。二级进程的源程序代码大部分用标

3、准C语言编写，极少部分用C++语言编写。数据存储采用ORACLE10g数据库管理技术。西门子过程自动化控制系统分为两部分:控制部分和非控制部分。控制部分主要是有关轧制模型的控制，包括轧制策略、继承、模式自适应、设定值计算、神经网络训练、换辗、标定、轧车昆温度和磨损模型等。非控制部分主要完成二级与一级、酸洗二级、HMI等通讯的接口功能，主要包括物料跟踪、信号处理器、线协调、设定值下发、测量值获取、测量值处理等。二级主要进程简要说明：（1）mtrSnd.mtrRcv：这两个进程主要完成与一级MTR（—级的物料跟踪）的通讯功能，mtrSnd向MTR发送电文，m

4、trRcv接收从MTR传过来的电文。(2)sdhprocess、sdhexit：sdhprocess是下发轧机设定值；sclh_exit是下发出口设定值。（3）stm、adp：stm采集机架的标定值；adp采集机架实际测量值。（4）lco（线协调）：用于和一级线协调的通讯，协调整条线正常运行。（5）pa_nc_sh（信号处理器）：信号处理器负责一、二级间的接口，所有从一级来的电文都要经过信号处理器处理，再发给各个进程。（6）pa_nc_mt（物料跟踪）：物料跟踪连续记录所有生产线上带钢或钢卷的变化和处理的所有信息，为各个进程提供当前的卷数据。（7）pa_

5、nc_st>pa_nc_st--bg（设定值下发）：pa_nc_st将预计算和后计算的设定值下发给一级；pa_nc_st—bg是pa_nc_st的后台程序，主要完成对数据库的操作。（8）pa_nc_tx（测量值釆集）：循环接收从轧机的测量位置检测的实际值和信号，存储到共享内存中为测量值处理提供源数据。（9）pa_nc_ty（测量值处理）：对实际测量值进行求平均值、最大值、最小值、标准公差等。模式自适应和轧馄温度与磨损模型中将用到这些数据。（10）pa_nc_sz（停机处理）：实时检测轧制线上的带钢速度，以便发现停机事件及其持续时间。当带钢的速度小于速度最

6、小极限时，停机事件开始，当速度又大于速度最小值时，停机事件结束。停机类型和原因保存到数据库中，并向3级发送停机日志。（11）InstanceBroker>ComServRec:这两个进程负责Forms应用程序和二级进程之间的通讯。ComServRec经过InstanceBroker从一个OraclePipe接受消息，并将数据转化为正确的Corbd请求，并发出请求，然后将请求的应答转化为OraclePipe消息，再通过InstanceBroker发给Forms应用程序。（12）pa_sc_rs（轧制策略）：轧制策略的任务是为设定值计算提供数据。数据来源于物

7、料跟踪的请求、神经元网络数据、技术数据。（13）pa_sc_pc（设定值计算）：设定值计算包括预计算和后计算。根据轧制策略提供的数据计算出设定值并传给设定值下发进程（pa_nc_st）,再由其下发到一级。（14）pa_sc_nn（神经元网络训练）：在轧制中收集测量值，确定修定值。神经元网络的修止参数在自适应过程屮得到训练。通过测暈值来调整设定值，以获得最优的轧制模型。2基本术语过程自动化控制中定义的钢卷结构如图1：logicalcoil1loqicalcoil2strip1「strip2

8、strip31weldseam图1钢卷结构物理卷(Physical

9、coil):酸洗之前由3级下发产品计划的钢卷(热轧卷),它代表实际的钢卷。逻辑卷