1、前言
江蘇沙鋼集團沙景寬厚板廠是中國第二條5M寬厚板軋機工程，其主體設備由VAI-UK公司引進，主作業(yè)線電氣設備由瑞典ABB公司提供。該工程分為兩期建設，一期生產規(guī)模為140萬噸/年；二期將增設一號冷床、熱處理線等配套設施，生產規(guī)模擴展到200萬噸/年。一期工程于2006年12月全部建成投產，至今運行狀況良好。
產品以管線板及船用板為主，其它還有機械、建筑、鍋爐容器、模具等鋼板，專用板約占90%左右。
TCS系統(tǒng)是奧鋼聯(lián)公司(以下簡稱VAI)自主開發(fā)的一套工藝控制系統(tǒng), 廣泛應用在國際上各條中厚板軋機生產線。沙鋼5M寬厚板軋機也使用了這套工藝控制系統(tǒng)，本文從以下幾個方面展開介紹TCS系統(tǒng)。
2、 TCS控制系統(tǒng)的構成
·控制中心通過工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP）與工程師站、操作員站以及其他PLC、檢測儀表裝置進行信息交流；
·通過PROFIBUS網(wǎng)絡與專用檢測裝置以及專用節(jié)點通訊，例如板形儀、軋機操作站等要求速度較快的站點；
·直接與AGC位移傳感器高速通訊。
·控制中心的組成主要分為VME 框架、交換機、接線單元，其中VME框架為控制中心的核心部分，如下圖所示。
主要組成：
·CPU：奔三系列，最多可以裝四個CPU板。每個板子上集成有顯卡、網(wǎng)卡、USB、鼠標鍵盤和232接口等。這些都是小型接口可以通過轉接口進行轉換；在此模板上有一塊RAM用與數(shù)據(jù)存儲。從左面開始第一塊為主CPU，主CPU要啟動HDD而其他CPU只要啟動RAM即可。
·模擬量、數(shù)字量輸入輸出模板以及計數(shù)模板：主要是用于對外界設備的直接控制。
·通訊卡
·電源模板
·光驅模板：用于安裝系統(tǒng)和軟件
·信息存儲：包括一塊HDD
·系統(tǒng)信息顯示模板：對系統(tǒng)的運行時顯示運行狀態(tài)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可以顯示故障信息。
3、 現(xiàn)場設備及功能介紹
（1）軋機機械壓下系統(tǒng)
主軋機機械壓下是帶離合器的電動壓下，由兩臺電機傳動，當TCS得到PCS(二級系統(tǒng))的給定參考輥縫后進行計算，得到一個目標位置值，然后給傳動發(fā)出動作指令，安裝在壓下螺絲上的位移傳感器對把軋機機械壓下的行程實時地反饋給TCS，TCS系統(tǒng)根據(jù)反饋的位置值來改變給壓下電機的速度給定，使之能夠正確地到達目標位置，機械壓下的位置精確值可達到0.05mm.，如下圖所示：
（2）HAGC液壓缸
HAGC液壓缸安裝在主軋機底部,傳動側和操作側各一只，負責對設定輥縫的精確調整和補償，由4個安裝在液壓缸內部的SONY位移傳感器給TCS系統(tǒng)反饋HAGC液壓缸的實際位移量。當TCS在得到每一道次的輥縫參考后計算出液壓缸的行程，再根據(jù)前一道次反饋的AGC補償值進行綜合計算，最后給液壓缸伺服閥±10mA的電流給定值，來動作HAGC液壓缸。如此不斷地進行計算、給定、補償，最終達到理想的控制效果。如下圖所示：
圖3
（3）工作輥彎輥
工作輥彎輥分為上彎輥和下彎輥，上彎輥安裝在支撐輥的軸承座上，共有8個。下彎輥安裝在軋機牌坊的中間塊上，也有8個。TCS系統(tǒng)通過控制彎輥缸的動作來調整工作輥的輥型，最終達到控制鋼板的凹凸度到一個理想的狀態(tài)。當TCS在每一道次得到PCS（二級系統(tǒng)）的給定彎輥力后，通過計算來得到彎輥伺服閥的初始電流給定值，然后根據(jù)每一道次不同的彎輥力給定來改變給定的電流值。如下圖所示幾種彎輥的控制形式：
以上三部分是對軋機輥縫進行精確控制的核心部分。軋機電動機械壓下、HAGC液壓缸和彎輥缸在得到各自的給定值后都會朝參考給定值來執(zhí)行，先是壓下動作，然后HAGC液壓缸動作，最后是彎輥缸，在軋機咬進板坯后作用。如下圖所示為軋機壓下控制的整個過程
4、 軟件功能介紹
TCS軟件都是集中安裝在工程師站中。TCS畫面監(jiān)控采用LABVIEW軟件來進行，通過RDS系統(tǒng)(實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過RDL服務器將全局地數(shù)據(jù)修改，可以迅速地在LabVIEW和LogiCAD交換)傳輸現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，故障信息等。而LOGICAD軟件則是整個TCS系統(tǒng)的后臺軟件部分，主要是用于對硬件組態(tài)、通訊、在線調試修改等。TCS系統(tǒng)在通用的LogiCAD基礎上加入了工業(yè)控制模塊，增加了部分特殊功能。這些模塊主要為Probas軟件。曲線監(jiān)控軟件安裝的是PDA軟件，其中的IBA曲線跟蹤圖對現(xiàn)場信號進行實時監(jiān)控、記錄，是工藝控制過程優(yōu)化和生產的故障分析的依據(jù)。
5、 結束語
此控制系統(tǒng)從調試運行以來，性能極其穩(wěn)定，系統(tǒng)操作方便，維護簡單，故障報警信息日趨完善，方便了操作維護人員及時了解設備運行狀態(tài)和掌握設備運行情況。
