西门子网络技术在轧线液压站集中监控领域中的应用.docx

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1、西门子网络技术在轧线液压站集中监控领域中的应用西门子网络技术在轧线液压站集中监控领域中的应用zhangting导语：本文介绍了西门子MPI网络和Profibus-DP网络连接智能从站和ET200M分站的原理和方法，怎样实现分散液压站的集中监控。摘要：本文介绍了西门子MPI网络和Profibus-DP网络连接智能从站和ET200M分站的原理和方法，并对怎样实现分散液压站的集中监控做了阐述。一、引言近年来，随着济钢的不断发展，中板厂的生产规模不断扩大，新液压轧制技术在轧线上得到不断的应用。同时面临的几个问题：1.是液压站设备激增且分散；2.是泵房看泵人员少、劳动强度大；3.是设备分散，故障点多，不

2、便于集中监控。为此，通过技术革新和改造将各个液压站现场通过西门子网络技术整合到一个监控室。设计经过中汲取以前同类型改造的经历教训，并借鉴其他单位成功应用案例，将轧机液压系统设计为控制统一但执行分散的系统，即采用西门子Profibus-DP网络技术，在同一个系统中把各I/O信号直接进入就近的ET200分站系统。在不同的系统中采用了两种网络通讯，即Profibus-DP网络MS通讯和MPI网络全局数据通讯。同时上位机通过SIMATICNET网卡连接到MPI网络上，各个泵站的运行状态，通过MPI网传到上位机并通过监控画面显示出来。上位机监控使值班人员能在一个值班室把握所有泵站运行情况。二、控制系统构

3、成1液压站控制系统MPI网络拓扑西门子S7-300PLC集成了MPI通讯协议，能够通过MPI接口组成MPI网络，实现全局数据通讯，在PLC之间进行少量数据交换。通过MPI网络的全局数据通讯不需要额外的硬件和软件，构造简单，成本低。对于只是交换少量数据的PLC通讯来讲，MPI通讯方式MPI网络构架了整个液压站集中监控的中心网络，通过MPI网络液压站能够实现远程监控、操作、不同PLC之间的通讯和控制信息的传输。液压站集中监控网络系统MPI网络拓扑如下列图1。图1液压站集中监控系统MPI网络拓扑西门子MPI全局数据包通讯组态如下列图2所示。图2MPI网络全局数据包通讯组态21西门子集散控制网络PRO

4、FIBUS-DP网络拓扑西门子PROFIBUS-DP网络是高速低成本，用于设备级控制系统与分散式IO的通信。该总线实现了数字和模拟输入输出模块，智能信号装置和经过调节装置与可编程控制器与PC之间的数据传输，把输入输出通道分散到现场需要的设备附近，进而整合整个系统的工程费用和维护成本减少到最低。PROFIBUSDP用于现场层的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上最多可连接126个站点。系统配置的描绘包括：站数、站地址、输入输出地址、输入输出数据格式、诊断信息格式及所使用的总线参数。DP主站和DP从站间

5、的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。通过部线对DP主站DPM1进行配置，每DP从站的输入和输出数据最大为246字节。此液压站集中监控PROFIBUS-DP网络的拓扑如图3所示：图3液压站集中监控PROFIBUS-DP网络的拓扑2.2通过PROFIBUS-DP实现智能CPU之间的MS主从通讯。中板厂轧机液压站分为两个部分精轧机液压站和粗轧机液压站。两个液压站距离比拟远，两个液压站之间也要有通讯和联络，对此通过PROFIBUS-DP来实现。图4给出了两个智能CPU之间的硬件组态。图4.PROFIBUS-DP智能从站MS通讯硬件组态3.WinCC监控站WinCC是一个集成的人机界面系

6、统和监控管理系统，它包括图形设计器、报警记录、标记记录、报告设计器、全局脚本、控制中心、用户管理等功能。用于实时监控系统运行情况，显示个主要运行参数，并提供系统报警和故障显示。操作和监控画面见下列图5.图5操作和监控画面4.软件设计4.1系统硬件构成液压控制系统采用西门子STEP7编程软件进行系统硬件组态和程序编制。硬件主站为CPU315-2DP，系统硬件组态如下列图6：图6系统硬件组态硬件讲明：UR主站分布在主控制室，完成各个系统主泵电机、循环泵电机、加油泵电机、电加热器的主回路控制和控制室的各种运行及报警显示。3#站为干油控制系统，安装轧机东北侧，完成干油润滑系统温度，压力，干油箱液位及各

7、I/O数据收集与显示。4#站为接轴控制操作箱，安装轧机中部接轴东侧，用于控制操作和完成轧机中部接轴平衡控制和换辊系统的夹紧与抬升，并负责收集换辊系统、压下抬升系统的限位信号。5#站为压下稀油控制箱，安装在稀油系统旁，用于稀油站的液位，压力，温度等模拟量数据收集以及稀油站的现场控制及I/O数据收集。6#、7#站为液压系统操作台，安装于值班室，用于完成整个控制系统的控制及状态显示；同时用于收集平衡液压系统的液位，温度，压力及I/O信号收集，控制轧机上支撑辊和上工作辊的平衡。8#站为传动系统控制箱，安装于液压传动站旁，负责传动站的现场控制和传动系统的液位，温度，压力及I/O信号收集，并控制轧机的导卫

8、板，推床系统和换辊进出缸。9#为粗轧机换辊操作台，安装于粗轧机操作台，用于控制轧机的支撑辊和工作辊的更换、机前和机后推床的动作，并用于显示整个轧机液压系统的状态。10#站为油膜系统控制箱，安装于轧机南侧，用于轧机支撑辊油膜润滑的现场控制和油膜系统的液位，温度，压力和I/O数据收集，并且负责油膜系统轧辊现场的供油流量及供油压力数据和换辊操作的各个限位信号收集4.2WINCC软件组态系统中WinCC监控站开发的人机界面HMI显示的内容有图形、数据等，还有软开关供操作工操作，并将设备根据处理工艺的功能步骤分在多张画面内，分为系统总图、平衡系统图、传动系统图、干油稀油系统图、油膜润滑系统图、阀组系统图

9、等。WinCC监控站接收PLC的实时数据，还用于显示相应的运行经过数据及工作状态，供操作工监控。各个泵站电机的运行状态、供油系统的液位、压力、温度、电磁阀工作状态、限位状态等通过DP网传到上位机并通过监控画面显示出来，十分是对各个系统的连锁设置了报警值和跳闸值，将各种操作、报警及跳闸信息在WinCC系统的报警记录中显示出来，出现报警的时候在报警栏显示报警记录，并通过画面颜色闪烁提示操作者有故障发生，对各种数据进行处理构成各种报表，并存储历史数据。下列图7显示组态画面。图7WINCC组态画面在投用后根据生产工艺的要求，技术人员不断完善WinCC系统的显示，十分是在设置了各个与轧机稳定运行有关数据的的预报警值，使操作人员根据实际情况调节系统的压力等以适应生产的稳定高效运行，不致打断生产的节拍。上位机监控使值班人员能及时了解泵站运行情况，根据实际情况操作使得整套液压系统运行稳定，降低了事故发生机率。三、结束语济钢中板厂液压站整合中很好的应用了西门子的网络技术，系统投入使用后，实现了远程监控和操作，实现了泵站的无人监控。大大降低了值班人员的劳动强度。济南市工业北路21号，济钢中板厂动力车间王信尧收2501010