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 包鋼連軋不銹鋼管廠熱軋線計算機控制系統采用多種型式的局域網絡，將Decnet、TCP/P、TPL網絡互聯組建成多級網絡系統，采用Open VMS、Unx、Windows操作系統支持下的GKS、Motif、RDB、C、Fortran、LabV iew等多種語言編制開發，完成多進程的實時控制，從而實現了過程控制和生產管理的自動化。

包鋼連軋不銹鋼管廠采用從意大利NNSE公司引進的五機架連軋管機組，可生產外徑60~245mm的各種無縫不銹鋼管，設計能力為20萬噸/年，主機潛力可達30萬噸/年。機組于2000年8月投產，現生產能力已達20000噸/月。本套機組主體設備包括2臺管坯鋸、p35m（中徑）環形加熱爐、菌式穿孔機、五機架連軋管機、三機架脫管機、再加熱爐、12架三輥式定徑機、24架三輥式張力減徑機、步進式冷床、2臺管排鋸。熱軋線計算機控制系統采用多種型式的局域網絡和軟件結構，實現全自動生產過程控制、生產計劃管理、物流管理等功能。

一、熱軋線控制系統概況

 熱軋線采用二級控制系統，包括二級計算機控制系統和一級計算機控制系統，所控制區域的設備有流體系統、穿孔機、連軋機、芯棒循環系統、定徑/張減機。

 二級計算機系統：由2臺小型機PCC（Process Control Computer）和LCC（Line Control Copmuter）組成，其中PCC完成實時數據采集及顯示、數學模型計算和設定、工藝報表生成，LCC實現物料跟蹤、生產計劃管理。

 一級計算機系統：由2臺TCI（TPL Computer Interface）、3臺AMS（A nsaldo M icro Systm）、1臺HCCS（Hydrau lic Cap su le Control System）組成和6套PLC（GE90/70）組成。2臺TCI為二級計算機與TPL網的接口，是一級與二級之間數據通訊的接口設備。3臺AMS分別管理穿孔區、連軋區、定徑/張減區所屬的設備，完成通訊管理、接收二級設定值、速度給定、接收傳動診斷、采集實時數據等功能。

 HCCS實現機架輥縫控制、計算軋制力、頭尾削尖等功能。6套PLC分別完成流體系統、穿孔機、芯棒循環、連軋機、換輥、定徑張減機的邏輯控制，接收現場信號和控制信號的功能。系統采用了多種網絡結構和協議共存的解決方案，提供多種監控手段和設定方式，有很好的冗余性和安全性。

二、一級計算機系統結構

 TCIAMS和各PLC站點通過TPL（TokenPassingLine）網連接，網上各單元均包含MM11和MM87兩塊板，MM11是站點與TPL網的接口，MM87實現信號傳輸的控制。每個單元循環地將信息傳送到總線上，使得他們都有一個相同的全局存儲器，以保證各單元間的信息交換，實現數據共享。信息的傳送按照ArCNET標準，有廣播方式和點對點兩種傳送方式。兩條相冗余的TPL網互為熱備，當一條發生故障時自動切換到另一條。

 TCL、AMS、開發系統、組態器、監控器還通過以太網使用TCP/IP協議通訊，HCCS通過Bit3適配器與AMSMO2相連，還通過以太網使用TCP/IP協議同開發系統和維護終端通訊。TC、AMS、HCCS、開發系統硬件都采用Moto rola VMEbus系列產品，開發系統使用SYSTEMV68Unix，編程語言為C，使用Motormal68000系列微處理器，采用嵌入式Unx，將應用任務下裝到框架中獨立運行，配合使用多種接口板，構成可完成各種不同功能的應用系統。

 21TCI TCI是二級小型機和TPL網的接口，使用SCSI總線和ALPHA相連，通過TPL網和AMS、PLC實現數據交換，并內置網卡和開發系統、組態器、監控器實現通訊。

 22AMS系統是一級的核心，內置多塊CPU板控制多任務實時應用系統的運行，RAM存儲板裝載應用程序，DVME板通過RS485串行線連接電機傳動（SPD）實現速度給定并接收反饋，數字16、模擬o板接收現場傳感器來的信號，以太網卡和一級操作員接口（OIS）建立連接，MM87、MM11板可與二級系統（TCID、PLC系統通訊。另外，M02通過Bit3適配器與HCCS連接。

 5臺OIS（PC機）提供給操作員，可以進行預設定和調整，實時顯示來自現場的數據，確認二級的設定參數，通過視頻頁來對現場生產過程進行控制。組態器（PC機）是所有信號的處理中樞，可運行于Micro soft Windows環境的ARTICS組態軟件可方便地生成各單元間交換的信號，定義下裝任務的功能，配置單元的硬件結構。監控器（PC機）則由可運行于Micro soft Windows環境的MON ITOR軟件顯示任務狀態、變量狀態、參數設置、ID組態，并可管理信息交換和進行輸入輸出強制。

 23HCCS HCCS系統包含多塊集成Flash Mamory的CPU板，分別存儲5個機架的應用程序，由多塊輸入和輸出模塊接收來自傳感器的信號并下達指令，以太網卡連接開發系統及維護終端，Bit3適配器與AMSMO2相連。HCCS系統接收二級系統的設定值并將軋制數據送到二級系統。

 HCCS系統可完成機架的輥縫自動控制，液壓缸報警管理，計算軋制力，實現AGC（自動輥縫修正）控制和頭尾削尖功能。維護終端是1臺PC機，連接到HCCS以太網卡，在Micro soft Windows環境下使用LabV iew軟件開發，可實時顯示現場的V O信號，選擇執行指令，監視和記錄控制系統的重要信號，更改控制參數。

 24PLC PLC系統完成生產過程的邏輯控制，其包含的1）模板連接現場傳感器，DVME模板連接變頻器，實現和傳動的數據交換。

三、二級計算機系統結構

 1. 系統組成

  二級系統由2臺主機（ALPHA Server 2100）PCC、LCC和5臺終端（VXT2000）組成，通過以太網使用DECnet通訊協議互聯，終端放在操作臺上，作為二級的人機接口（MMD。存儲應用軟件的硬盤使用DSSI線路構成磁盤陣列，實現應用程序共享。完成多進程的實時控制。

 2. 系統主要功能

 二級軟件功能主要包括數據記錄、數學模型、物料跟蹤、生產管理。數據記錄、數學模型由PCC完成；物料跟蹤，生產管理由LCC完成。

 數據采集：通過高速SCS1接口從一級系統以20ms為周期進行數據采集，采集到的現場數據可實時顯示、存檔及調用，并可生成每根鋼管的工藝報表，以提高鋼管質量。

 數學模型：設定模型根據每一批不銹鋼管的原始數據，計算穿孔機、連軋機和定徑/張減機的設定值并下裝到一級。

 物料跟蹤：通過批爐號和芯棒代碼，保證軋制過程中能夠自動識別每一根物料，數據來源為TPL網。

 生產管理：通過輸入生產計劃實現規范的生產管理，并收集數量和質量數據。

 3. 系統軟件結構

 二級系統應用軟件是在OpenVMS操作系統下，使用DECC語言和DEC FORTRAN語言編寫，圖形界面使用MOTF、GKS等工具制作。

四、任務間通訊的實現

 系統中每個子程序稱為任務，任務之間的通訊采用郵箱的方式,任務的基本結構如圖所示。系統提供一些例程（routines）方便用戶使用郵箱，這些例程可編譯為英文件，便于用戶程序調用。

五、控制系統的技術特點

 網絡便于拓展：二級、一級計算機系統均采用Cs網絡體系結構，靈活可靠，可以方便地增加客戶端進行網絡擴展，能夠適應多種用戶管理模式。系統安全可靠：采取多種措施實現系統的可靠性，在網絡局部發生故障時不影響生產，另備份數據、設定值多重確認等手段也提高了系統的安全性。

 易于維護和操作：系統硬件和軟件均采用模塊化結構，易于開發新功能以滿足生產和管理的需要，客戶端操作簡單，方便靈活。生產過程自動化系統和生產管理系統的融合；二級系統既可完成數學模型的大運算量，又實現了生產管理的功能，極大地提高了勞動生產率和應用水平。

六、應用效果

 現在二級計算機系統已經正式交付使用，系統自投入使用以來，運行穩定，實現了生產控制和管理的全自動化。快速的網絡系統能夠滿足生產實時性的要求，采集的數據和計算后的工藝報表為分析和排除設備故障，提高產品質量提供了科學的依據；數學模型功能充分體現了現代化生產控制運算精確的優點；生產計劃和跟蹤功能提高了全廠的生產管理水平。為提高企業的自動化控制應用水平及產品的質量奠定了良好的基礎。