热轧退火酸洗机组自动化系统（L1、L2、L21）.doc

第一部分 自动化系统第一节L1基础自动化这里的基础自动化是指不包括TCS系统的L1级自动化部分。1 ABB自动化系统的组成与特点 ABB 自动化系统由不同等级的网络层构成，分配到网络层上的每一个功能不是由系统的硬件决定的，而是由过程控制要求独自决定的，将控制功能分配到控制网络层的标准就是每一个控制层网络必须能够完成系统的自动化功能，并使系统的功能最大化。ABB自动化系统的硬件主要有： -过程控制器AC450 -控制网络 -网络集线器、交换器和路由器等 -工程师站 -操作员站软件主要有：-BINARY CONTROL LICENSE-BASIC CONTROL LICENSE-ADVANCED PROCESS CONTROL LICENSE ABB 自动化系统的总体结构由以下组成：l L1级工业IT这个控制网络层能够实现的功能包括实时控制、自动顺序控制、逻辑控制、调节环控制、传动优化控制、辅助系统功能、系统报警和事件处理。这个控制层是协调完成本网络层上各个不同控制目标之间的控制。该控制系统设计使用工业IT产品，在大量的工业应用中积累了丰富的经验和技术诀窍。该系统提供简易的操作、方便编程和快速高效的系统通讯。l L2级MES生产执行系统 这是管理和产品优化网络层，可以在该级手动输入原始数据或自动从L3级接收。在冷线运行期间，MES从OCS获得工艺数据用于生产监控、报表和其他重要功能，这些功能是保证生产高质量不锈钢带材所必需的。为实现这些功能，必须使用最新的计算机技术，通过以太网与L1级自动化系统连接，也可以通过使用TCP/IP网络协议与其它网络相连接。L2级系统的各种硬件按用户/服务器结构连接，根据不同的需求来确定机器的数量。L1级与L2级共同使用处理线工厂网络系统，连接服务器与控制器AC450之间使用控制网络连接，控制器AC450 与L2级的连接使用HPC/VIP 总线，控制器AC450与RIO-S800 使用ABB的PROFIBUS连接，与ACS600使用DRIVEBUS连接。L1级自动化系统的功能包括系统联锁、顺控以及处理线板带传送过程中产生传动控制系统的速度给定。在处理线的入口段与出口段，使用S曲线产生传动系统的速度给定值和加速度给定值，同时执行在线传动的起停控制命令。L1下面从控制系统和监控系统两个方面加以说明。1.1 系统配置图（图11）说明：这里的配置图已经囊括了L0，L1，L1TCS，L2和系统接口等内容。从系统配置图中可以很清楚地看出，ABB所使用的主要控制设备和数量。图11自动化系统配置图 图12自动化系统配置图（连续）1.2 控制系统在基础自动化控制系统中，ABB在本次报价中的方案为AC800可编程序控制器。AC800是ABB公司新近推出的一种高性能PLC系统。1.2.1 AC450 CPU的主要性能特点 可扩展到5700 I/O点。S100 系统可带5个子框架，每个框架有20个槽。 处理器：Motorola MC68040，25MHz 8M RAM，可扩展到16M 有一个通讯口可以连到Advant工程师站 控制器槽架使用FutrureBUS，FB(IEEE 896)系统总线 CPU板上有两个子板插槽，可用于插通讯板或者其他板 支持通讯协议：ABB AF100，ABB MB300，MODBUS I，Siemens 3964R，Profibus DP 控制系统软件由实时操作系统软件和AMPL执行机组成。AMPL程序以三种优先级循环执行。扫描循环周期在5ms32s之间可选。1.2.2 Advant RMC 快速人机界面刷新时间 333ms 在AF100上的应用程序之间或者与传动之间的快速数据通讯（FDC）最小通讯周期1ms 程序扫描周期最小1ms 扩展程序功能块库 多处理器系统最多可扩展到4 个处理器模块 高性能通讯协议（HPC），使应用程序之间的最小通讯循环周期达到10ms VIP协议，用于AC450和外部计算机之间的以太网TCP/IP通讯。1.2.3 I/O模块 S100 I/O模块与AC400系列一起使用，现场信号电缆通过连接单元与I/O板相连 S800 I/O模块是远程I/O模块，通过AF100或Profibus DP与AC110、410或450连接。它是模块化结构，由四部分组成：通讯接口模块，光纤调制解调器，I/O模块和底座（MTU）。通讯接口模块，光纤调制解调器和底座（MTU）安装在标准DIN导轨上。所有模块都有弹性塑料罩保护，可达到IP20防护等级。1.2.4 操作IT环境 Windows2000操作系统 用户接口 工厂浏览器 图形 图形编辑器 图形和符号库 报警 趋势 历史记录 系统管理员 在线帮助和用户手册 第三方软件的对象访问1.2.5 通讯 MB300：是基于标准以太网的用于AC400系列的高性能网络。传输速率10Mbits/s。每条总线最多可挂45个节点。数据包传输周期从500ms到几秒钟，RMC为100ms。 HPC：是用于Advant RMC应用的一种以太网总线，通讯周期10ms或更快。 VIP：是一种TCPIP协议，用于Advant RMC应用。 以太网物理结构：使用光纤、FTP电缆和以太网集线器，星型网络结构。 Advant Fieldbus 100：用于AC控制器和远程IO站、传动系统、AC80之间的通讯。总线可由几段组成，中间用调制解调器连接，支持双绞线、同轴电缆、光缆。传输速率1.5Mbits/s。每条总线最多可挂80个节点。 标准通讯协议：Profibus DP、MODBUS、3964R1.2.6 Advant 工程师站Advant 工程师站由PC机和接口卡以及相关软件组成，用于离线设计、在线编程、维护、故障追踪，在Windows操作系统上运行。AC400系列通过工程师站上的特殊通讯板与之进行通讯。工程师站软件的特点：控制系统数据库和应用程序的配置；在线或离线的程序输入和编辑；数据库和程序的图形化显示或者列表式显示；源代码输入和编辑；程序测试与故障追踪；变量的动态显示；强制输入点或输出点；读取和设定系统日历和时间；内置帮助功能。1.3 监控系统ABB提供的基础自动化级监控系统主要包括以下设备（硬件和软件） L1级HMI分布在入口、出口和轧机操作室和电气室 L1级HMI服务器（PC级） L1级Aspect 服务器(AC800专有) L1级工程师站 传动维护和开发站等系统设备的主要配置表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级具体的控制功能如下：l 产生速度给定l 自动降速l 活套位置控制l 启动条件l 停车l 焊缝跟踪l 直接张力控制l 运行模式管理l 单体设备爬行l 设备联动爬行l 故障管理l 板带跟踪与设定点管理l 工艺线传动控制l 顺控l 与其他系统的接口管理l 断带处理主操作员站人机界面HMI与过程监控主要完成处理线的操作与监控、设定点处理以及故障与诊断处理，具体功能包括以下：l 给定值预设定l 趋势图l 系统启动条件，分步控制顺序启动条件l 分步控制顺序诊断l 报警与事件显示l 报表显示第二节 L2级计算机过程控制系统对L2级来讲，硬件设备有两种类型，即服务器和HMI(客户/服务器结构)，下面就硬件和软件配置情况作一说明。1. ABBABB为ANDRITZ提供的L2级的硬件配置和软件配置如下。1.1 服务器设备数量基本配置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 工程师站 设 备数量基本配置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)设 备数量基本配置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设 备数量基本配置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级软件配置：1.4 服务器软件软件名称数量基本描述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 工程师站软件软件名称数量基本描述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)软件软件名称数量基本描述MS Windows 2000 Professional4Operating SystemORACLE SQLnet/Net9 4Network access to ORACLE DatabaseL2级-MES的组成与功能冷处理线L2级自动化系统的硬件主要有：l L2服务器l L2工程师站l L2 操作员站l 打印机服务器通过冷处理线工厂网络与L1级通讯，通过HPC/VIP与AC8OOM通讯，同时还可以与L2.1级通讯，MES是运行在服务器上的一个用户服务应用系统，主要完成以下功能：l 与L1级的数据交换l 数据过滤与管理l 从相关的数据库中提取数据或在相关数据库中存储数据l ERP进行数据交换l 与L2.1级通讯L2级自动化系统的功能组成主要有:l 信息流l 系统功能目录l 标准软件系统l 定单管理l 处理线预设置管理l 物料跟踪l 报表管理l 生产维护管理l 处理线主要故障表l 管理员功能l 系统接口管理第三节 L2.1级物料跟踪系统之所以将L2.1称为“物料跟踪”系统，主要是根据其主要功能。根据常规的自动化系统控制级的划分，L2.1是一个不太“正规”的自动化级，其功能也是根据我们项目的实际而具体确定的，主要是把L3级的一些功能“下放”到L2.1。因为外商对L2.1级功能的报价主要是根据我方的要求而定的(在技术谈判之前没有成形的报价)，所以每家外商的功能报价基本相同。L2.1的主要功能如下：n PDI数据输入、编辑n “应急”生产计划的生成n 数据库管理n 与全厂L2级和/或L1级通讯n 与L3级(ERP)通讯n 机组间钢卷跟踪(信息跟踪)n 基本的报告功能在L3级正常工作的情况下，L2.1只起到数据通道和数据缓冲区的作用。当L3故障或L2.1和L3之间的通讯故障等原因造成L2.1无法从L3接收生产计划等数据时，L2.1承担起全厂生产控制的责任。 ABB方案：机组入口钢卷的识别和确认功能在L2级完成，故用于钢卷确认的条形码阅读器和打印机连接在L2级网络上，在各机组的入口没有L2.1级的终端。配置简图如下： 1. ABB设备配置如下：1.1 服务器设备名称数量基本配置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