电力拖动自动控制系统第六章.pptVIP

基于CAN总线的热轧带钢生产线测控系统 　热轧带钢是以板坯（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。 轧制力系统是轧钢生产线的主要控制系统。 原系统存在主要问题： 缺少参数监视和故障报警功能 解决办法： 建立一套基于CAN总线的轧制力监视和故障报警系统，采集所有轧制力信号、带钢状态参数及相关I/O信号，编制人机界面，存储相关信息，设置各信号报警范围，加入故障诊断函数，提供故障处理方法。 实际信号分布 13套轧机轧制力信号52路 弯辊力信号8路 带钢温度信号12路 带钢宽度信号8路 I/O信号96点（压力传感器故障监测，钢号BCD码输入） 主要设计内容 建立一套轧制力和相关信号数据采集系统，并能在初轧控制室和精轧控制室同时操作和监视； 测量系统数据采集和分析软件编程； 建立各种钢号轧制力分布数据库，设计故障诊断规则，存储故障时刻轧制力分布状态数据； 估障传感器诊断 系统设计关键步骤 系统总体方案确定 硬件拓扑结构选择 现场总线产品选型 现场调研，确定输入、输出信号性质和数量 输入、输出信号调理板设计 下位机数据采集软件编程、网络通讯软件编程 系统设计关键步骤 上位机工作站软件开发平台选择 轧制设备故障诊断方法研究及软件设计； 数据库软件平台选型及编程 系统方案设计 采用集中式测量系统的方案存在问题 1）电缆用量大敷设工作量大 2）信号长距离传输，衰减比大，易受干扰 3）不能满足粗轧、精轧控制室同时操作和监控的要求。 系统方案设计 采用基于现场总线技术的测控系统具有的优势 现场总线：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 现场总线所具有的现场适应性、数字化、开放性、分散性、设备互联性、互操作性与互换性等特点决定和派生了其一系列优点： 导线和连接附件大量减少 一根总线电缆直接互接N台现场设备，电缆用量大大减少（原来几百根甚至几千根信号与控制电缆减少到现场总线的一根总线电缆）； 端子、槽盒、桥架、配线板等连接附件用量大大减少。 仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少 采用人机界面、本身具有显示功能的现场设备或监视计算机代替显示仪表，使仪表的数量大大减少； 输入／输出转换器（卡件）的数量大大减少。 在现场总线系统中，一台现场设备可以测量多个参数，并将它们以所需的数字信号形式通过总线电缆进行传送，因此对单独的输入／输出转换器（卡件）的需要少。 设计、安装和调试费用大大降低 原来DCS繁琐的原理图设计在现场总线中变得简单易行； 安装和校对的工作量大大减少； 可根据需要将系统分为几个部分分别调试，使调试工作变得灵活方便； 强大的故障诊断功能 维护开销大幅度下降 系统的高可靠性使系统出现故障的机率大大减小； 强大的故障诊断功能使故障的早期发现、定位和排除变得快速而有效，系统正常运行时间更长，维护停工时间大大减少。 系统可靠性提高 系统结构与功能的高度分散性决定了系统的高可靠性； 现场总线协议／规范对通信可靠性方面（通信介质、报文检验、报文纠错、重复地址检测等）的严格规定保证了通信的高可靠性。 系统测量与控制精度提高 在现场总线中，各种开关量、模拟量就近转变为数字信号，所有总线设备间均采用数字信号进行通信，避免了信号的衰减和变形，减少了传送误差。换言之，现场总线采用数字信号通信这一数字化特点，从根本上提高了系统的测量与控制精度。 系统具有优异的远程监控功能 可以在控制室远程监视现场设备和系统的各种运行状态； 可以在控制室对现场设备及系统进行远程控制。 系统具有强大的（远程）故障诊断功能 可以诊断和显示各种故障，如总线设备和连接器的断路、短路故障以及通信故障和电源故障等； 可以将各种状态及故障信息传送到控制室中的监视／监控计算机，大大减少了使用和维护人员不必要的现场巡视。当现场总线是安装在恶劣环境中时，这尤其具有重要意义。 设备配置、网络组态和系统集成方便自由 用户可以通过同层网络或上层网络对现场设备进行参数设置，而不必到现场对每一个设备逐个进行配置； 利用网络组态工具软件可以迅速而方便地组建现场总线网络，配置网络参数； 由于现场总线的开放性、互操作性与互换性，用户可以自由地集成不同厂商、不同品牌的产品和网络，从而构成所需的系统。 为企业信息系统的构建创造了重要条件 企业信息系统由现场控制层、过程监控层和企业经营管理层构成； 现场总线或者构成了企业信息系统的现场控制层，或者构成了企业信息系统的基本框架； 现场总线为总线设备及系统