熱軋退火酸洗機組自動化系統(tǒng)（L1、L2、L21）.doc

第一部分 自動化系統(tǒng)第一節(jié)L1基礎自動化這里的基礎自動化是指不包括TCS系統(tǒng)的L1級自動化部分。1 ABB自動化系統(tǒng)的組成與特點 ABB 自動化系統(tǒng)由不同等級的網(wǎng)絡層構成，分配到網(wǎng)絡層上的每一個功能不是由系統(tǒng)的硬件決定的，而是由過程控制要求獨自決定的，將控制功能分配到控制網(wǎng)絡層的標準就是每一個控制層網(wǎng)絡必須能夠完成系統(tǒng)的自動化功能，并使系統(tǒng)的功能最大化。ABB自動化系統(tǒng)的硬件主要有： -過程控制器AC450 -控制網(wǎng)絡 -網(wǎng)絡集線器、交換器和路由器等 -工程師站 -操作員站軟件主要有：-BINARY CONTROL LICENSE-BASIC CONTROL LICENSE-ADVANCED PROCESS CONTROL LICENSE ABB 自動化系統(tǒng)的總體結構由以下組成：l L1級工業(yè)IT這個控制網(wǎng)絡層能夠實現(xiàn)的功能包括實時控制、自動順序控制、邏輯控制、調節(jié)環(huán)控制、傳動優(yōu)化控制、輔助系統(tǒng)功能、系統(tǒng)報警和事件處理。這個控制層是協(xié)調完成本網(wǎng)絡層上各個不同控制目標之間的控制。該控制系統(tǒng)設計使用工業(yè)IT產(chǎn)品，在大量的工業(yè)應用中積累了豐富的經(jīng)驗和技術訣竅。該系統(tǒng)提供簡易的操作、方便編程和快速高效的系統(tǒng)通訊。l L2級MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng) 這是管理和產(chǎn)品優(yōu)化網(wǎng)絡層，可以在該級手動輸入原始數(shù)據(jù)或自動從L3級接收。在冷線運行期間，MES從OCS獲得工藝數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)監(jiān)控、報表和其他重要功能，這些功能是保證生產(chǎn)高質量不銹鋼帶材所必需的。為實現(xiàn)這些功能，必須使用最新的計算機技術，通過以太網(wǎng)與L1級自動化系統(tǒng)連接，也可以通過使用TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議與其它網(wǎng)絡相連接。L2級系統(tǒng)的各種硬件按用戶/服務器結構連接，根據(jù)不同的需求來確定機器的數(shù)量。L1級與L2級共同使用處理線工廠網(wǎng)絡系統(tǒng)，連接服務器與控制器AC450之間使用控制網(wǎng)絡連接，控制器AC450 與L2級的連接使用HPC/VIP 總線，控制器AC450與RIO-S800 使用ABB的PROFIBUS連接，與ACS600使用DRIVEBUS連接。L1級自動化系統(tǒng)的功能包括系統(tǒng)聯(lián)鎖、順控以及處理線板帶傳送過程中產(chǎn)生傳動控制系統(tǒng)的速度給定。在處理線的入口段與出口段，使用S曲線產(chǎn)生傳動系統(tǒng)的速度給定值和加速度給定值，同時執(zhí)行在線傳動的起?？刂泼?。L1下面從控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)兩個方面加以說明。1.1 系統(tǒng)配置圖（圖11）說明：這里的配置圖已經(jīng)囊括了L0，L1，L1TCS，L2和系統(tǒng)接口等內容。從系統(tǒng)配置圖中可以很清楚地看出，ABB所使用的主要控制設備和數(shù)量。圖11自動化系統(tǒng)配置圖 圖12自動化系統(tǒng)配置圖（連續(xù)）1.2 控制系統(tǒng)在基礎自動化控制系統(tǒng)中，ABB在本次報價中的方案為AC800可編程序控制器。AC800是ABB公司新近推出的一種高性能PLC系統(tǒng)。1.2.1 AC450 CPU的主要性能特點 可擴展到5700 I/O點。S100 系統(tǒng)可帶5個子框架，每個框架有20個槽。 處理器：Motorola MC68040，25MHz 8M RAM，可擴展到16M 有一個通訊口可以連到Advant工程師站 控制器槽架使用FutrureBUS，F(xiàn)B(IEEE 896)系統(tǒng)總線 CPU板上有兩個子板插槽，可用于插通訊板或者其他板 支持通訊協(xié)議：ABB AF100，ABB MB300，MODBUS I，Siemens 3964R，Profibus DP 控制系統(tǒng)軟件由實時操作系統(tǒng)軟件和AMPL執(zhí)行機組成。AMPL程序以三種優(yōu)先級循環(huán)執(zhí)行。掃描循環(huán)周期在5ms32s之間可選。1.2.2 Advant RMC 快速人機界面刷新時間 333ms 在AF100上的應用程序之間或者與傳動之間的快速數(shù)據(jù)通訊（FDC）最小通訊周期1ms 程序掃描周期最小1ms 擴展程序功能塊庫 多處理器系統(tǒng)最多可擴展到4 個處理器模塊 高性能通訊協(xié)議（HPC），使應用程序之間的最小通訊循環(huán)周期達到10ms VIP協(xié)議，用于AC450和外部計算機之間的以太網(wǎng)TCP/IP通訊。1.2.3 I/O模塊 S100 I/O模塊與AC400系列一起使用，現(xiàn)場信號電纜通過連接單元與I/O板相連 S800 I/O模塊是遠程I/O模塊，通過AF100或Profibus DP與AC110、410或450連接。它是模塊化結構，由四部分組成：通訊接口模塊，光纖調制解調器，I/O模塊和底座（MTU）。通訊接口模塊，光纖調制解調器和底座（MTU）安裝在標準DIN導軌上。所有模塊都有彈性塑料罩保護，可達到IP20防護等級。1.2.4 操作IT環(huán)境 Windows2000操作系統(tǒng) 用戶接口 工廠瀏覽器 圖形 圖形編輯器 圖形和符號庫 報警 趨勢 歷史記錄 系統(tǒng)管理員 在線幫助和用戶手冊 第三方軟件的對象訪問1.2.5 通訊 MB300：是基于標準以太網(wǎng)的用于AC400系列的高性能網(wǎng)絡。傳輸速率10Mbits/s。每條總線最多可掛45個節(jié)點。數(shù)據(jù)包傳輸周期從500ms到幾秒鐘，RMC為100ms。 HPC：是用于Advant RMC應用的一種以太網(wǎng)總線，通訊周期10ms或更快。 VIP：是一種TCPIP協(xié)議，用于Advant RMC應用。 以太網(wǎng)物理結構：使用光纖、FTP電纜和以太網(wǎng)集線器，星型網(wǎng)絡結構。 Advant Fieldbus 100：用于AC控制器和遠程IO站、傳動系統(tǒng)、AC80之間的通訊?？偩€可由幾段組成，中間用調制解調器連接，支持雙絞線、同軸電纜、光纜。傳輸速率1.5Mbits/s。每條總線最多可掛80個節(jié)點。 標準通訊協(xié)議：Profibus DP、MODBUS、3964R1.2.6 Advant 工程師站Advant 工程師站由PC機和接口卡以及相關軟件組成，用于離線設計、在線編程、維護、故障追蹤，在Windows操作系統(tǒng)上運行。AC400系列通過工程師站上的特殊通訊板與之進行通訊。工程師站軟件的特點：控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和應用程序的配置；在線或離線的程序輸入和編輯；數(shù)據(jù)庫和程序的圖形化顯示或者列表式顯示；源代碼輸入和編輯；程序測試與故障追蹤；變量的動態(tài)顯示；強制輸入點或輸出點；讀取和設定系統(tǒng)日歷和時間；內置幫助功能。1.3 監(jiān)控系統(tǒng)ABB提供的基礎自動化級監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下設備（硬件和軟件） L1級HMI分布在入口、出口和軋機操作室和電氣室 L1級HMI服務器（PC級） L1級Aspect 服務器(AC800專有) L1級工程師站 傳動維護和開發(fā)站等系統(tǒng)設備的主要配置表ABBOperatorIT WorkstationABBConnectivity Server ABB Aspect ServerABB Engineering WorkstationP4 2GHzP4 2GHzP4 2GHzP4 2GHz256M RAM,256M RAM,256M RAM256M RAM,80G Harddisk,80G Harddisk,80G Harddisk80G Harddisk,21”SVGA Color Monitor 1280x1024,21”SVGA Color Monitor 1280x1024,21”SVGA Color Monitor 1280x1024,18” TFTMonitor 1024x76824xCD-ROM24xCD-ROM24xCD-ROM24xCD-ROMstandard keyboard and mousestandard keyboard and mousestandard keyboard and mouse standard keyboard and mouse10/100Methernet network card10/100Methernet network card10/100Methernet network card10/100Methernet network cardsound cardsound cardL1級具體的控制功能如下：l 產(chǎn)生速度給定l 自動降速l 活套位置控制l 啟動條件l 停車l 焊縫跟蹤l 直接張力控制l 運行模式管理l 單體設備爬行l(wèi) 設備聯(lián)動爬行l(wèi) 故障管理l 板帶跟蹤與設定點管理l 工藝線傳動控制l 順控l 與其他系統(tǒng)的接口管理l 斷帶處理主操作員站人機界面HMI與過程監(jiān)控主要完成處理線的操作與監(jiān)控、設定點處理以及故障與診斷處理，具體功能包括以下：l 給定值預設定l 趨勢圖l 系統(tǒng)啟動條件，分步控制順序啟動條件l 分步控制順序診斷l(xiāng) 報警與事件顯示l 報表顯示第二節(jié) L2級計算機過程控制系統(tǒng)對L2級來講，硬件設備有兩種類型，即服務器和HMI(客戶/服務器結構)，下面就硬件和軟件配置情況作一說明。1. ABBABB為ANDRITZ提供的L2級的硬件配置和軟件配置如下。1.1 服務器設備數(shù)量基本配置hp ProLiant1Server, Tower Model- Intel Xeon 2,8 GHz Processor,- Main Memory 1 GB (PC2100 DDR SDRAM),- RAID controller (RAID5),- Ultra3 SCSI Adapter (2 Channel),- 4x HotSwap Disk Slots,- 2x 36 GB SCSI Disk Hot Plug- DLT 40 GB Tape Drive- 10/100/1000 MBit Ethernet Interface- CD-RW,- Keyboard and Mouse- Redundant hot plug power supply121” SVGA Color Monitor110/100/1000 MBit Ethernet Interface (Second Interface)1.2 工程師站 設 備數(shù)量基本配置Compaq Evo1Minitower- Pentium 4, 2,4 GHz- Main Memory 512 MB,- 80 GB Hard Disk,- CD-RW Drive- Keyboard and Mouse,- 10/100 MBit Ethernet Interface118” TFT Color Monitor1.3 操作站(HMI)設 備數(shù)量基本配置Compaq Evo3Minitower- Pentium 4, 2,4 GHz- Main Memory 512 MB,- 80 GB Hard Disk,- CD-ROM Drive- Keyboard and Mouse,- 10/100 MBit Ethernet Interface321” SVGA Color Monitor設 備數(shù)量基本配置Compaq Evo (Local entry desk)1Minitower- Pentium 4, 2,4 GHz- Main Memory 512 MB,- 80 GB Hard Disk,- Keyboard and Mouse,- 10/100 MBit Ethernet Interface117” SVGA Color MonitorABB提供的L2級軟件配置：1.4 服務器軟件軟件名稱數(shù)量基本描述MS Windows 2000 Server1Operating System (10 Client Access Licenses)ORACLE 9i 1Data Base, Runtime License for 10 User1Management Software for RAID ControllerHP Web JetAdmin1Configuration Tool for network printer1.5 工程師站軟件軟件名稱數(shù)量基本描述MS Windows 2000 rofessional1Operating SystemMS Visual Studio 6.01Developer ToolMS Office 1Professional EditionPC AnyWhere 10.51Remote accessData Dynamics ActiveReports1Report ToolORACLE 9i Programmer1Data Base, developer license, 1 named userORACLE SQLnet/Net91Network access to ORACLE Database1.6 操作站(HMI)軟件軟件名稱數(shù)量基本描述MS Windows 2000 Professional4Operating SystemORACLE SQLnet/Net9 4Network access to ORACLE DatabaseL2級-MES的組成與功能冷處理線L2級自動化系統(tǒng)的硬件主要有：l L2服務器l L2工程師站l L2 操作員站l 打印機服務器通過冷處理線工廠網(wǎng)絡與L1級通訊，通過HPC/VIP與AC8OOM通訊，同時還可以與L2.1級通訊，MES是運行在服務器上的一個用戶服務應用系統(tǒng)，主要完成以下功能：l 與L1級的數(shù)據(jù)交換l 數(shù)據(jù)過濾與管理l 從相關的數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)或在相關數(shù)據(jù)庫中存儲數(shù)據(jù)l ERP進行數(shù)據(jù)交換l 與L2.1級通訊L2級自動化系統(tǒng)的功能組成主要有:l 信息流l 系統(tǒng)功能目錄l 標準軟件系統(tǒng)l 定單管理l 處理線預設置管理l 物料跟蹤l 報表管理l 生產(chǎn)維護管理l 處理線主要故障表l 管理員功能l 系統(tǒng)接口管理第三節(jié) L2.1級物料跟蹤系統(tǒng)之所以將L2.1稱為“物料跟蹤”系統(tǒng)，主要是根據(jù)其主要功能。根據(jù)常規(guī)的自動化系統(tǒng)控制級的劃分，L2.1是一個不太“正規(guī)”的自動化級，其功能也是根據(jù)我們項目的實際而具體確定的，主要是把L3級的一些功能“下放”到L2.1。因為外商對L2.1級功能的報價主要是根據(jù)我方的要求而定的(在技術談判之前沒有成形的報價)，所以每家外商的功能報價基本相同。L2.1的主要功能如下：n PDI數(shù)據(jù)輸入、編輯n “應急”生產(chǎn)計劃的生成n 數(shù)據(jù)庫管理n 與全廠L2級和/或L1級通訊n 與L3級(ERP)通訊n 機組間鋼卷跟蹤(信息跟蹤)n 基本的報告功能在L3級正常工作的情況下，L2.1只起到數(shù)據(jù)通道和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的作用。當L3故障或L2.1和L3之間的通訊故障等原因造成L2.1無法從L3接收生產(chǎn)計劃等數(shù)據(jù)時，L2.1承擔起全廠生產(chǎn)控制的責任。 ABB方案：機組入口鋼卷的識別和確認功能在L2級完成，故用于鋼卷確認的條形碼閱讀器和打印機連接在L2級網(wǎng)絡上，在各機組的入口沒有L2.1級的終端。配置簡圖如下： 1. ABB設備配置如下：1.1 服務器設備名稱數(shù)量基本配置hp ProLiant ML3701Server, Tower Model- Intel Xeon 2,8 GHz Processor,- Up to two Processors,- Main Memory 1 GB (PC2100 DDR SDRAM),- RAID controller (RAID1, 5),- Ultra3 SCSI Adapter (2 Channel),- 6x HotSwap Disk Slots,- 2x 18 GB SCSI Disk Hot Plug- 3x 73 GB SCSI Disk Hot Plug- DLT 40/80 GB Tape Drive, including 10 tapes- 10/100/1000 MBit Ethernet Interface- CD-RW- Keyboard and Mouse,- Redundant hot plug power supply121” SVGA Flat Color Monitor110/100/1000 MBi