1、前 言
    济南钢铁集团总公司中板厂（简称济钢中板厂）四辊轧机主传动电控系统于1998年进行了改造CONTROL ENGINEERING China版权所有，采用西门子SIMADYN D全数字系统取代了原模拟系统。但改造后存在以下问题：
    （1）系统稳定性不佳。受环境温度的影响，咬钢瞬间常出现严重上翘和下扣问题，上翘会导致轧机挡水板和精除磷喷嘴损坏，下扣则使钢板钻进辊道造成废品事故。

    （2）系统软件未能实现负荷平衡控制功能。四辊轧机咬钢后，轧制过程中，由于上下辊瞬间出力不均，常出现上辊拖动下辊工作或下辊拖动上辊工作现象，造成单台电机过载跳闸、坯料停留在工作辊中、烧伤工作辊的事故。

    （3）意外事故频繁。四辊轧机在正常轧制未过载的情况下，常出现烧坏功率单元及快熔事故，使故障影响时间和备品备件费用提高。

    针对以上问题www.cechina.cn，为减少四辊轧机轧制废品量www.cechina.cn，降低故障影响时间，提高机时产量，济钢中板厂决定对四辊轧机主传动电控系统实施进一步

    改造设计中，结合原有设备，新增一套电枢控制装置，综合运用工业网络控制技术和6RA70数字装置，构架出一个网络系统，完成新老系统硬件与软件的共享，实现与原有SIMADYN D老系统互为备用。网络系统由三部分构成：现场传动网-Profibus-DP网，多点联结串行接口网-MPI网，设备对设备通讯网-Peer-to-Peer网。

    2  控制系统硬件设计
    保留原有高低压开关柜、整流、励磁变压器、SIMADYN D控制柜等设备，增加一套以西门子6RA70装置为核心的调节系统、以国产功率晶闸管并联组成功率单元的传动电控系统，新老系统间通过网络技术的综合应用联为一个整体，新主传动系统可以共享老系统的硬件及软件资源控制工程网版权所有，节省大量经费支出。老系统仍可以相对独立工作，组成一个新老系统互为备用的新整体。

    网络技术的应用使得二者硬件、软件可靠结合又相对独立，共同组成电机的调速装置，构成速度、电流双闭环调速系统，基速以下调压，基速以上弱磁调速系统。

    主回路原理见图1，系统硬件组态见图2。

图1 主回路原理图

    虚框内为保留设备
    1整流变压器
    2 老系统功率柜
    3 老系统快速开关
    4 平波电抗器
    5 老系统线路开关
    6 主电机
    7 老系统测速机
    8 励磁变压器
    9 励磁柜（新老系统共用）
    10 老系统交流刀开关
    11 新系统交流刀开关
    12 新系统功率柜
    13 新系统快速开关
    14 新系统线路开关

图2 网络系统硬件组成

    3  网络技术的应用

    3.1 MPI网
    MPI网是一个多主站网，适用于大数据量的传输。常用在数个CPU之间的数据传输，或者是CPU与上位机之间的数据传输。利用MPI网可以组成多个PLC之间的通讯网，互相进行信息交换。也可以连接上位机，做成人机接口。在其上面可以对网上的所有PLC进行编程，运行监控。利用画面编程软件，可以建立人机接口，可以用图形化的画面反应设备运行过程，便于运行维护人员进行监控。

    原系统上、下辊两台S7300 PLC（CPU 314）和新系统上、下辊两台S7-300 PLC(CPU-315)连接成MPI网进行数据传输，实现了新系统和老系统的数据共享及控制信号的传送CONTROL ENGINEERING China版权所有，使得新、老系统组成一个相对整体系统。通过MPI网传输的数据主要有主给定值、电压电流实际值等。

    利用MPI网传输的全局变量设置见表1。

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表1  变量设置

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