现场总线技术与轧制过程自动化

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1、现场总线技术与轧制过程自动化王益群(燕山大学机械工程学院，河北，秦皇岛,066004)摘要:现场总线是自动化技术、计算机技术及智能仪表技术发展的必然产物，轧制技术、控制理论及现场总线技术的发展又促进了现代车L$}1过程自动化的发展，通过回顾现场总线技术的发展，分析现场总线技术的特点，以冷连车WL为例，结合车LN生产的现实，给出了基于现场总线的智能车LGi分布式控制结构，以达到系统扩展性，可维由性和可操作性的要求，同时给出了智能轧机分布式控制结构的原型，进而展望流控系统及元器件必将向集成化，智能化方向发

2、展关键词:现场总线;现场总线系统;集撇制系缤:轧制过程;过程控制:流体传动camAbstract:Thefieldbustechnologyistheproductofthedevelopmentofautomation,computerandintellectualizedinstrumenttechnology.Andthedevelopmentofrolingtechnology,controltheoryandfieldbustechnologyresultsinthechangesinthe

3、processautomationinmodemroling.Itreviewsthebriefdescriptionoffieldbustechnology.Byanalyzingthecontrolstructurebasedonfieldbusandconsideringthecharactersofrollingprocess,anewdistributedcontrolstructurebasedonfieldbusisdiscussedforthecoldrolingmill.Sketch

4、ofdistributedstructureofrollingmillbasedonfieldbusispresented,itismeetwiththerequestofexpansion,maintenanceandmanipulationoftherollingcontrolstructure.Andthetrendofdevelopmentinfluidpowertransmissionandcontrolsystemanditscomponentisforecastedtobeintegra

5、ted,intelligentizedKeywords:Fieldbus,FCS;DCS,rollingprocess,Processcontrol,Fluidpowertransmissionandcontrol0引言现场总线是连接智能化仪表和自动化系统的全数字式双向传输、多分支结构的通信网络。是过程控制、自动化仪表和计算机网络三大技术发展和日趋成熟的必然结果。随着国际现场总线标准的实施，现场总线技术的成熟以及现场总线控制系统(FieldbusControlSystem,FCS)的推出，将把自动化系

6、统推向一个新阶浏1"'1。基于液压翩R控制的连续轧制过程自动化是冶金机械最复杂、最重要的核心技术之一，研究现场总线技术对促进轧制过程自动化水平的提高具有重要意义。轧制过程自动化的发展随着现代钢铁生产由简单过程向大型化、连续化、集成化和复杂化方向发展，与之相应的控制理论、控制技术和控制工具都发生了很大的变化。即控制理论由经典控制理论(基于频域法)发展到现代控制理论(基于时域法)和智能控制理论(基于规则、知yn):控制技术由基于单变量简单控制(如PID控制、串级、比值、前馈、预测与发展到多变量协调控制(如

7、:预测、推断、模糊、神经、鲁棒曾控制)和综合自动化系缄控制、管理与决策一体钧;控制工具由常规仪器仪表发展到计算机及其网络It51。车LA作为钢铁企业的核心装各，为了适应这种变化和要求，其控制结构的发展经历了人工控制，模拟控制、集中式、集散式、基于现场总线的分布式控制的演化过程{5一7]。第一阶段为人工控制阶段。只有简单的现场测量仪表，由人工在现场直接进行操作，当测量仪表的指示值与预定要保持的恒定值出现偏差时，通过人工调节、把被控对象的参数调整在预定值上。第二阶段为模拟控制阶段。从20世纪50年代开始，

8、随着单元组合式仪表的产生及其相关技术的发展，出现了现场仪表与控制室仪表两个分支。轧钢过程的各主要参数，如温度、厚度、速度、位置和轧制力等的检测仪表也相继研制成功，从而为在轧钢过程采用计算机实现综合自动化控制创造了条件。美国首先采用模拟技术和经典控制理论，开始在轧钢生产中采用晶体管逻辑控制、厚度自动控制、卡片程序控制等新技术，使轧制过程自动化程度有较大的提高。第三阶段为计算机集中监控系统阶段。由于计算机的发展及其在工业上的应用，由1台计算机直接控制1台生产