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文檔簡介
1、 hpci控制系統(tǒng)在連退機組的應(yīng)用研究 艾新荇 彭雁 戴宏偉 易錦龍摘要: 柳鋼防城港鋼鐵基地2030冷軋廠的連退鍍鋅機組使用的自動控制系統(tǒng)是ge公司的c80-hpci 控制系統(tǒng),本文主要介紹該系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)和特點,同時重點對系統(tǒng)在連退機組應(yīng)用中遇到的問題(如生命信號丟失故障)進行研究。關(guān)鍵詞:連退機組;c80-hpci控制系統(tǒng);生命信號1、前言ge的c80-hpci控制系統(tǒng),它是一款應(yīng)用于多行業(yè)的高性能控制器,廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、電力、起重機、造紙、石油天然氣、軍工、試驗臺和基礎(chǔ)設(shè)施項目廣泛的應(yīng)用,特別是適用于需要同時控制和協(xié)調(diào)多個驅(qū)動
2、設(shè)備的過程。本文對該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及在連退鍍鋅機組的應(yīng)用情況和在調(diào)試和試生產(chǎn)階段發(fā)生的hpc生命信號丟失問題的原因分析和解決方案進行闡述。2、hpci控制器硬件結(jié)構(gòu)我廠應(yīng)用的c80-hpci控制系統(tǒng),hpci控制器(如左圖所示)采用vme框架結(jié)構(gòu),全部為前端開口,不需后部連線,日常維護方便。控制器的cpu板為ge公司生產(chǎn)的 rxi-042,采用premium core 酷睿i7 2.5ghz處理器,帶所有標(biāo)準(zhǔn)i/o功能的com express cpu模塊,可拓展4pci插槽 ,運算速度快,功能強大,自帶5x以太網(wǎng)10/100/1000base-t1微型pci express插槽(適用于gsm/lt多
3、達4個rs232或光耦合422/485端口高性能512 kbyte nvramdisplay端口內(nèi)部和外部usb端口(2.0/3.0),用于ssdcfast插槽的nvramsta接口。1) pcibus 總線協(xié)議下有各類標(biāo)準(zhǔn)功能板,可以涵蓋各種現(xiàn)場總線的接口板、輸入輸出板、高速計數(shù)板、編碼器板等,適合不同功能的c80- hpci控制系統(tǒng)在連退鍍鋅線上的應(yīng)用研究配置需要。2)hpci控制器通過 vxworks5.5 多任務(wù)實時操作系統(tǒng),允許建立多個任務(wù)環(huán)境進行多個任務(wù)通訊數(shù)據(jù)的交換,同時實時性又意味著能夠快速響應(yīng)外部事件中斷。整條生產(chǎn)線按照區(qū)域和功能使用了六個控制器,分別控制入口段、清洗段、處理
4、段、平整段、出口段和跟蹤系統(tǒng),通過工業(yè)以太網(wǎng)連接通訊。每個控制器都下帶有 et200m 遠(yuǎn)程 i/o 模塊,通過 profibus-dp 總線傳送輸入輸出信號,同時通過profibus-dp總線與 lv7000 系列傳動裝置進行通訊,退火爐 plc也通過 profibus-dp 總線與中間區(qū)域控制器進行數(shù)據(jù)交換(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下),生產(chǎn)線上的大型單體設(shè)備如激光焊機、板型儀、測厚儀、表檢儀和涂油機等則通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制器進行數(shù)據(jù)交換。3)具有高可靠性,采用鋁外殼特殊的熱設(shè)計,根據(jù)環(huán)境要求可無需安裝風(fēng)扇也能高速nv-ram的散熱。3、c80-hpci控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)3.1、 編程軟件結(jié)構(gòu)1)h
5、pci 中每個控制器表示一個區(qū)域或某一大型功能的控制,使用一個vme 框架,可以最多使用 4個cpu,每個cpu可以最多有32個resources,而每個 resource 可以運行不高于 100個task,task 是控制器最小下載單位。2)每個 resource 的程序模塊是獨立的,都包含有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)輸入/輸出、程序內(nèi)部數(shù)據(jù)輸入/輸出、程序功能實現(xiàn)以及通訊監(jiān)測等功能模塊。根據(jù)變量地址可以快捷查詢來源,便于變量查詢和故障處理。3)p80i 是用于對 c80-hpci 控制器配置、編程和監(jiān)控的編程軟件,支持多機同時訪問查看同一程序。3.2 、l/o 服務(wù)器與 h pc i之間的組態(tài)連接h m l
6、 s erv er (i/o服務(wù)器 )為生產(chǎn)線scanda系統(tǒng)的核心,用它來實現(xiàn) a lstom 的 c80-h pc i與 h m i之間的數(shù)據(jù)交換 ,同時要完成對現(xiàn)場的運行設(shè) 備進行監(jiān)視和控制 ,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制 、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。hpci控制器與人機界面 hmi (采用intouch10.2版)之間通訊是通過 opcserver 軟件實現(xiàn)的,控制器程序編譯以后會生成變量列表的.map 文件,使用 opc server 將該文件讀入,與 intouch 的 opclink 軟件連接后,才可以將設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)顯示在 hmi 的畫面上,也以將操作的命令傳送回
7、控制器執(zhí)行。4、hpci控制器在生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)生的問題與解決方案4.1、 連退的處理段 hpc 故障現(xiàn)象描述和前期處理方法:1) hmi 畫面處理段數(shù)據(jù)無變化,懷疑處理段 hpc 死機,查看處理段 hpc 的ip 地址(03)顯示網(wǎng)絡(luò)可以 ping 通,查看 hmi 服務(wù)器查看服務(wù)器內(nèi)處理段數(shù)據(jù)運行狀態(tài)不變化,無生命信號丟失報警。2) 查看 opclink 連接狀態(tài)發(fā)現(xiàn)處理段 pj01.cnt1 數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示錯誤,重啟hmi 服務(wù)器和 opclink 后處理段 hmi 數(shù)據(jù)也無法顯示,打開程序無法在線。3) 打開 ie 瀏覽器在地址欄輸入處理段 hpc ip 地址(192.
8、168.7.103)顯示連接失敗,連接其他 hpc 都能正常登錄 hpc 網(wǎng)頁。ping 處理段 hpc ip(03)顯示網(wǎng)絡(luò)還能 ping 通。 臨時措施重啟處理段hpc和hmi 后程序恢復(fù)能正常在線監(jiān)控,網(wǎng)頁登錄處理段 hpc顯示正常。4.2、連退入口的 hpc 故障現(xiàn)象描述:1)生命信號丟失。2) 打開其他程序發(fā)現(xiàn)有些程序能正常在線,打開 ie 瀏覽器登錄入口段 hp)01)網(wǎng)頁可查看 hpc 狀態(tài);發(fā)現(xiàn) watch dog messages 信息內(nèi)有任務(wù)超時信息,臨時措施重啟入口段 hpc 后正常。4.3其它的hpc的故障現(xiàn)象在這就不一一闡述
9、了,詳情見下表1。4.4 hpc出現(xiàn)生命信號丟失故障,會造成機組緊急停車,全線設(shè)備無法動作,緊急停車很容易造成爐內(nèi)帶鋼發(fā)生瓢曲或斷電,對連退、鍍鋅連續(xù)性機組穩(wěn)定運行產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響,故保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性顯得尤為重要。4.5、優(yōu)化方案1)針對處理段hpc的故障現(xiàn)象為例,我們在調(diào)試人員指導(dǎo)下,再次核查控制器系統(tǒng)的負(fù)載情況、各任務(wù)的數(shù)據(jù)量和診斷信息進行詳細(xì)查證和并綜合分析,發(fā)現(xiàn)個別子程序的數(shù)據(jù)量較大,硬件上無報錯信息。2)、對連退處理段hpc進行程序檢查,重點對t00程序中的子任務(wù)(生命信號、任務(wù)狀態(tài)監(jiān)控等)詳細(xì)檢查,在連退的處理段程序 t00task_control(任務(wù)狀態(tài)監(jiān)視)程序頁面中的
10、“ctrlmeas”模塊有問題,這個模塊是用來監(jiān)控 plc 的,在運行時十分消耗資源,容易造成 hpc 負(fù)荷過大而導(dǎo)致死機!故解決方法是將此模塊編號取消,讓這個模塊在程序運行時不執(zhí)行!3)、針對連退入口段hpc的情況,處理方法:將連退入口程序 ent1t09的 watch dog 時間由原來的 120ms 改為2000ms, ent2t30的 watch dog 時間由原來的 3000ms 改為 5000ms,然后將連退入口程序編譯并“l(fā)oad restart”。4)、針對1、2#鍍鋅機組的入口和處理段的 hpc 故障現(xiàn)象。1)經(jīng)程序比較,鍍鋅機組hpc的問題與連退機組一樣,處理方法相同。5、結(jié)語:本文在弄清楚c80-hpci控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)后,從系統(tǒng)硬件、軟件兩方面來排查,最后找出問題在程序設(shè)計上,程序中負(fù)責(zé)任務(wù)狀態(tài)的“ctrl
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