[实用新型]一种热连轧仿真系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及热连轧的仿真轧钢系统。

背景技术

仿真系统是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿，人们可以利用仿真系统对现实系统的一些问题做出决策，利用仿真系统试验得到所需信息。带钢热连轧是一个复杂的系统，连轧控制又是一个具有多种选择的过程，研究各种控制方式的优劣及它们之间的动态联系是提高热连轧系统效率重要举措。但实际轧机有生产任务，庞大的连轧机组不可能对各种控制方案一一试用。

现有的热连轧仿真存在的问题是：（1）仿真的实时性差，有待提高。例如对精轧高速闭环控制回路和大量的解耦计算这样复杂、高阶、快速响应过程来说，从输入控制信号到规程计算所需时间快达几毫秒，而常规的仿真只借助辅助工具如MATLAB/SIMULINK等，辅助软件的仿真速度需几秒甚至几十秒，在几毫秒内根本无法完成热连轧的动态过程计算，这也是仿真结果与实际情况有很大区别的原因之一。（2）现有仿真系统缺少外部接口，不能与传感器等现场设备直接连接，无法进行离线实时调试，不能减轻实际系统调试的负担。（3）控制模型仿真效果与实际情况差距大，无法得到实证。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热连轧仿真系统，解决现有仿真系统的实时性差，缺少外部接口，不能与传感器等现场设备直接连接，无法进行离线实时调试；仿真效果与实际情况差距大，无法得到实证的缺点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热连轧仿真系统，包括TDC控制系统、MNG二级机、仿真控制终端，所述TDC控制系统、MNG二级机、仿真控制终端通过以太网组网连接；

TDC控制系统的DP通讯模板通过远程I/O模块连接现场设备的部分传感器，TDC控制系统的IO扩展接口模块连接现场设备的速度编码信号、位置传感信号，并且根据采集的现场数据发出相应的仿真控制指令；MNG二级机用于管理和设定模拟热连轧的参数；仿真控制终端与TDC控制系统实施通讯连接，用于接收TDC控制系统采集的现场信号以及相应的仿真控制指令，并且提供人机交互的操作控制界面，供操作员进行操作控制。

作为改进，本实用新型还包括GDM全局数据存储，所述GDM全局数据存储与TDC控制系统通过光纤连接，GDM用于仿真过程中的数据通讯缓存和数据交换，实现高速通讯。

进一步的，所述TDC控制系统包括2台TDC控制器，两台TDC控制器均通过光纤连接所述GDM全局数据存储。

更加优化的，所述TDC控制控制器通过OLM光电转换器连接所述远程I/O模块，所述OLM光电转换器与远程I/O模块之间用光纤连接。

针对常规仿真存在的缺点，本仿真系统能够随意按照实际情况，组合出可能的不同热连轧轧制控制系统，结合生产现场的实际数据进行实时仿真，完成对连轧过程的控制优化。（1）本系统采用西门子最先进的TDC工艺控制器建立了热连轧仿真系统，具有极强的实时性、采样时间可达100μs,速度与实际轧钢完全一致，能实时响应复杂的动态过程计算。（2）本系统提供外部接口，能与传感器等现场设备以实时速度运行，将设备作为真实系统的一部分运行于系统中。这对现场设备离线实时调试带来方便，节约实际系统调试时间。（3）本系统能使控制模型及过程计算通过外部接口得到实证，便于改进模型。

本仿真系统是全国首次使用TDC控制系统模拟热轧的现场轧钢过程，具有很强的实时性，不仅对设计热连轧控制系统、消化吸收轧钢过程控制技术有很大帮助，而且还可以用离线模拟结果与生产实际情况做比较，调整模型参数，降低在线编程、调试和上机运行的风险、降低了生产成本，具有很高的实用价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1为是热连轧仿真系统结构原理图。

图2为是热连轧仿真系统运行原理图。

图3为热连仿真系统的具体操作控制流程图。

具体实施方式

如图1所示的热连轧仿真系统结构原理图，包括：

一、TDC控制系统。主要包括2套TDC控制器TDC-1、TDC-2，TDC控制器均采用UR5213通用机架，UR5213支持硬件扩展，具有较高的性能裕量，配装有一个具有冷却和內部监控功能的集成电源，共有21个槽位用于模板扩展。模板通过64位VME背板总线进行通讯。对于较高的性能要求，在一个机架内可以支持20个CPU处理器同步运行，允许44个机架互相连接。

TDC-1的UR5213通用机架内安装以下模板：