薄板厂冷轧机测厚仪现场总线冗余系统的应用

　　冷轧带钢厚度闭环自动控制轧机，测厚仪是必须的在线检测仪表。对于测厚精度，响应时间和长期可靠性等技术性指标有严格的要求。因为钢带厚度偏差实时信号是轧机厚度自动控制的重要参数。所以，一旦测厚仪性能变化或故障，带钢产品产量和质量就得不到保证，给企业带来严重的经济损失。
　　目前，国内外在轧钢机高温、高湿、高粉尘环境条件下，仍然使用同位素测厚仪或X射线测厚仪。这些种类的仪表价格昂贵。企业为了保证产品质量标准，往往不惜花高价钱从国外引进。沈阳薄板厂1200可逆轧机的450TAC型锯γ射线测厚仪，是引进美国DMC公司的产品。为节省投资，采用两个测量点信号共用一台PC机的方案。另外，由于轧钢操作室在控制室80米以外，在操作室又设一台终端PC。两台PC之间采用MODEM接口通讯。
　　上述配置可节省一些资金，缺点是如果有一台PC故障，将会迫使轧机停产。另外，生产的紧急性要求仪表维护人员快速排除故障，往往由于备件的缺少或维修工作跟不上，使轧机停产时间过长。由此，提出了如何建立轧机测厚仪冗余测控系统的课题。

　　1、冗余测量系统配置
　　
　　根据用户提出的上述要求，我们选用由德国倍福公司生产的PC及现场总线I/O智能端子排组成的测控系统，基本配置如图所示。

　　1.1 IPC操作站
　　IPC操作站为一体化PC兼容机，586 DF pentinum PC1/ISA总线内存2×16M byte，3G硬盘。ISA总线插槽有一块德国倍福公司提供的profibus--dp主机接口卡，通过双绞线与下级I/O智能现场总线子站相连接。
　　软件环境，操作系统为windows NT4.0+windows Service Pact Version 3。

　　1.2　现场总线I/O智能端子站
　　它是安装在现场仪表传感器附近的端子柜，由I/O智能端子组、后级信号调理器、直流稳压电源、交流电源和接线端子板所组成。现场总线I/O端子排，由一块总线耦合器，二块模拟量输入模块，二块模拟量输出模块，二块数字量输入和二块数字量输出模块所组成。

　　1.3　通道端子切换中继箱
　　它是由接线端子和数组双掷切换开关所组成。测厚仪冷热测控系统转换，就是由箱内双掷开关组切换完成的。操作非常简单方便。

　　1.4　C型测量架
　　它由二组同位素镅241源和检测器及相应的机械部件所构成。这是新、旧测控系统共用的信号源，仍是原测厚仪系统的传感器元件。

　　2、现场总线测控系统的特点

　　测控系统除具有原系统技术性能外，还有以下特点；
　　（l）有两点自动校准功能，保证了仪表在0~5.00mm厚度范围内的测量精度。
　　（2）现场总线I/O模块靠近传感器安装，实现了模拟量信号就地A/O转换，以24v数字量信号高速传输，提高了系统的抗电磁干扰性能。
　　（3）具有透明的材质和吸收补偿功能，维修人员可在参数配置画面，方便地进行参数调整和修改，始终保持仪表的测量精度。
　　（4）具有“新材料”选择功能。
　　（5）IPC操作站与现场总线I/0端子之间，只需一根屏蔽双绞线连接。IPC将操作信息处理，显示一体化完成，使测控系统的成本降低1/2以上。
　　（6）I/0模块采用标准化结构，轨道安装，维护简便，可使安装和维护费用降低40%以上。[page]

　　3、操作显示功能

　　生产操作页面如图所示。
　

　　该页面用于输入系统运行参数，并显示系统的实时状态。在页面中，用户可以输入钢种号码、厚度设定值以及时间常数，查看实测厚度，光闸状态、C型架的位置。该页面还以图形的方式显示了实测厚度与设定厚度之间的偏差的历史曲线。

　　3.1输入参数
　　厚度设定：
　　当光标位于厚度设定输入框中的时候，用户可以输入厚度的设定值，此时相应的输入框提示文字变为红色。厚度设定值的输入只能为数字和小数点，并且不能大于5。若输入值大于5，输入框中的内容将被清除，说明用户输入的数据是错误的，此时用户应重新输入一个正确的设定值。输入完毕后，按下“Enter”（回车）键，光标将自动转向钢种号码输入框。
　　钢种号码：
　　当光标位于钢种号码输入框中的时候，用户可以输入钢种号码，此时，相应的输入框提示文字变为红色。钢种号码的输入只能为数字，并且不能大于99，也不能为0。如输入的钢种号码不正确，输入框中的数据将被清除，说明用户输入的数据错误，此时用户应重新输入一个正确的值。输入完毕后，按下“Enter”（回车）键，光标将自动转向时间常数输入框。
　　时间常数：
　　当光标位于时间常数输入框的时候，用户可以输入时间常数，此时，相应的输入框提示文字变为红色。时间常数的输入只能为下列数值之一：
　　50、100、200、300、400、500、600、700、800、900。如果输入的时间常数不正确，输入框中的数据将被清除，说明用户输入的数据错误，此时用户应重新输入一个正确的值。输入完毕后，按下；“Enter”（回车）键，光标将自动转向厚度设定输入框。

　　通道切换：
　　若用户需要输入另外一个通道的数据，按下；“F6”键，光标将自动转移到另外一个通道的输入框，此时相应的通道提示变为红色。

　　3.2输出参数；
　　实测厚度：显示当前通道的实测厚度值。
　　光闸状态：显示当前通道的光闸状态。
　　若当前通道的光闸处于关闭状态，显示绿色。
　　若当前通道的光闸处于打开状态，显示红色。
　　C型架位：
　　显示当前通道的C型架位。
　　若当前的C型架位在线状态，显示“在线”若当前的C型架位为在线状态，显示“离线”。

　　3.3报警信息；
　　当系统运行过程中有报警，报警信息将显示在当前通道的信息提示框中，提示用户可能有故障发生。当该故障消除后，报警信息自动消除。参数配置页面内容略。

　　4、应用情况总结

　　鞍钢沈阳薄板厂冷轧机测厚仪PC现场总线测控系统是鞍钢自动化公司和北京科诺科电子有限公司共同研制的，经过半年多的现场应用情况来看，它的各项功能和技术指标达到了原引进设备的技术水平。
　　此外，它还具有扩展性能好，操作简便，易于维护，节省投资的显著特点。特别是冷热测控系统切换功能的实现，使轧机不会受到单一系统设备故障的威胁，提高了轧机的生产作业率。最后，值得提出的是，凡是老设备技术改造，特别是现场I/0点多，距离操作控制室较远，要求不停产安装，投资要求小的项目。我们认为，采取PC现场总线系统是目前较为合适的选择。