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COTS被广泛应用于热轧控制系统中

应用

热轧是以板坯(主要为连铸坯)为原料,经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。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,冷却后的钢带卷,根据用户的不同需求,经过不同的精整作业线(平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等)加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。热轧采用了很多很繁琐的工艺,它的生产线长,设备多,热轧机组的控制模型、L1和L2系统非常复杂。使用传统的PLC控制系统已经不能适应热轧控制系统实时和高性能的要求,开放式COTS被广泛应用于热轧控制系统中。

解决方案

使用开放式COTS VMEbus平台做为L2控制系统,把控制模型放在后台服务器上。由于不同节点要求在几个毫秒内同步数据,以及控制模型能够快速传递参数,我们使用了实时网络实现高速实时的数据交换。

1.产品介绍

(1)PAC PLC系统

PLC 和其他PACSystems一样,有一个单一的控制引擎和通用的编程环境,用来控制PLC 。它是基于标准的系统(VME64),支持许多第三方、由客户开放的模板,极大提供了平台使用的灵活性。控制器CPU最高可达1.8GHz。

(2)单板计算机

单板计算机是一 VMEbus 单板计算机,1.8GHz Intel Pentium M CPU, 最高1.5GB内存,两个10/100/1000Mb/s以太网端口,提供串口,USB,SATA等连接方式。支持Windows,Linux ,QNX 和VxWorks等通用操作系统。

(3)实时网络

实时网络节点卡通过2.12GB/s光纤端口实现高速数据传输,最多支持超过200个节点,峰值传输速度超过150MB/s。两个节点间传输延迟最大500ns ,确保数据传输的实时性和确定性。提供丰富的API,便于用户开发应用程序,支持Windows,Linux,VxWorks,Solaris和True64等操作系统。 可以选择实时网络交换机实现星型连接方式,提供整个系统的可靠性。

(4)VME I/O 模块

COTS具有丰富的VME I/O模块,包括模拟量I/O,数字I/O,SOE功能卡,用户可以根据需求灵活配置。也可以选择其它模块,如Profibus 接口卡。

2.系统架构

PAC 是一PLC控制系统,也是一个标准VMEbus系统,我们利用PLC机箱集成了VME单板计算机及IO模块;提供了一个既可以保持传统的PLC控制系统,又提供了高性能嵌入式应用的高集成度COTS控制系统。

整个热轧生产线由多个控制节点组成,PLC控制低速设备,用户通过组态开发工具编程。在VME 单板机上,我们使用实时操作系统vxWorks ,保证可以实时快速地控制高速设备 。不同节点间通过实时网络和以太网通讯,需要快速传输的控制模型参数通过实时网络传输,解决了以太网速度慢,不确定的弊病。

结论

近几年我国冶金行业高速发展,国家鼓励企业自主开发相关核心技术。标准COTS产品为掌握核心技术提供了绝佳的平台。鞍钢利用VME的产品开发的控制系统已经在多条轧钢生产线投入运营。我们希望更多的生产企业可以利用开放式平台自主创新,把我国建设成为一个真正的钢铁强国。

文章分类: 冶金