中厚板跟踪系统的开发与应用

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室刘子英,2010.04,中厚板物料跟踪设计与应用,中厚板自动化控制系统简介跟踪系统的功能物料跟踪原理和方案跟踪系统的结构设计和功能设计跟踪系统的实现当前存在的问题及下一步计划,主要内容,控制系统组成,三级作为生产管理级，负责生产计划的管理、原始数据的录入、产品的质量管理以及板坯库、成品库的管理等,控制系统组成,过程控制系统的中心任务是为设备的各项控制功能进行设定计算；通过模型自学习功能提高设定计算的精度。而为了实现其核心功能，过程控制系统必须设置数据通讯、实测数据处理、PDI数据管理、过程跟踪为设定计算服务的辅助功能。过程控制系统还必须具备人机界面显示和工艺数据报表和记录等功能。,控制系统组成,基础自动化系统功能包括顺序控制、逻辑控制、设备控制和质量控制等。顺序控制、逻辑控制和设备控制主要是各个设备的运转控制以及各种功能连锁、功能执行或停止控制等；质量控制是其具体执行厚度控制、板形控制等功能。另外还必须完成现场实际数据的采集和处理、故障的诊断和报警以及数据的通讯等辅助功能。,控制系统组成,物料跟踪基本原理,物料跟踪为生产线上每一个跟踪区域，在计算机和控制单元的内存中分别设置一组单元作为跟踪指示器来存放钢板相关数据信息,基本原理,微跟踪,宏跟踪,位置跟踪，明确钢板物理位置通过各种检测元器件的检测信号进行运算、过滤处理后，来跟踪物料在生产线上的位置和长度状态的变化,数据跟踪，监控和处理钢板加工过程中生成的大量数据通过不断更新各区域数据单元内容，实现跟踪数据管理,微跟踪不带有物料特性数据，宏跟踪从L1获得物料位置信号，处理后追加物料特性数据。微跟踪和宏跟踪之间的信息交换，将设备控制和信息管理有机联系起来。,跟踪原理和方案,跟踪服务系统-基于消息机制处理宏跟踪应用程序-与HMI通讯-存储全线原始和实时数据信息过程机系统-控制区域宏跟踪，模型外围通道-与HMI、PLC通讯PLC系统-获取检测仪表、设备装置信息-处理微跟踪应用程序HMI系统-生产监控、操作指导-数据通讯,WinCCC/S模式,OPCC/S模式,物料跟踪系统,HMI系统,宏跟踪系统,微跟踪系统,跟踪服务系统,过程机系统,物料跟踪系统总体框架,HMI服务器,过程机系统,跟踪服务器,PLC系统,HMI客户机,ProcessSrv是基于OPC技术和TCP/IP协议，封装过程控制系统、物料跟踪系统与PLC和HMI的通讯环节,数据通讯,跟踪事件判断,基础自动化的信号触发事件判断人机界面按钮触发事件判断,跟踪事件处理,基于消息机制触发标签改变，调用相应模块线程，启动函数功能执行发送给HMI执行结束消息或产生控制信号等,宏跟踪应用软件设计,根据跟踪事件的触发信号，跟踪事件判断可分为以下两类：(1)基础自动化的信号触发事件判断随着钢板沿生产线上前进，PLC根据检测仪表信号和设备控制信号，再结合前一时刻的跟踪分区信息进行逻辑判断，给出自动触发信号，或HMI服务器收到信号后作进一步判断再次给出确定后的触发信号，或PLC直接发送给过程机或跟踪服务器，执行相应的跟踪事件。(2)人机界面的按钮触发事件判断HMI上操作按钮对应的标签发生变化时，如果可以得到确切的跟踪事件，就不再需要经过逻辑判断，如出炉确认、轧废确认以及回炉确认等操作；如果不能得到确切的跟踪事件，还需要结合跟踪区信息进行判断，例如跟踪向前修正、向后修正操作。,跟踪事件判断,向后修正,向前修正,回炉,轧废,钢板上线,钢板下线,辅助功能,变规格,误信号或异常处理时导致跟踪信息错误，在界面上反映为跟踪队列与生产线实际情况不符合。通过手动干预来维护跟踪队列。,宏跟踪应用软件设计,物料跟踪功能模块,加热炉区功能模块,矫直区功能模块,冷床区及精整区功能模块,称重和挂料功能模块,轧区功能模块,控冷区功能模块,某中厚板厂跟踪系统模块,挂料跟踪流程示例,为了保证跟踪的顺利进行，系统在HMI上设置“手动跟踪”和“自动跟踪”模式切换。当自动信号不准确时，切换到“手动跟踪”模式，系统就将控制权交给手动跟踪，即使产生自动信号，也不会执行跟踪操作，相反在“自动跟踪”模式下，将不允许进行手动跟踪操作。现场操作人员可根据实现需要切换跟踪模式。入加热炉每个加热炉内各有两个炉道，一个炉道内的钢坯对应一个独立的宏跟踪队列，按照先入先出原则移动跟踪队列中的钢坯信息。宏跟踪系统根据钢坯入炉时产生的自动入炉跟踪信号或HMI界面提供的手动触发信号，结合入炉钢坯ID和炉道等信息，启动炉区跟踪线程，实现钢坯入炉宏跟踪。,加热炉区跟踪流程示例,加热炉区跟踪流程示例,根据粗轧机操作员发出的要钢指令或轧区过程机轧制节奏出钢要求，出钢操作员进行实际出钢操作。钢坯出炉过程中，通过对生产线检测仪表信号、控制信号等进行逻辑严密的跟踪事件判断后，给出自动出钢跟踪信号，或HMI提供手动触发信号，调用出炉宏跟踪线程，将实际出炉钢坯的跟踪信息从炉道内队列转移到等待粗轧队列中，同时出钢炉道内钢坯队列逐个向抽出侧移动，使每个炉道队列始终与炉内所有钢坯保持一一对应关系。同时宏跟踪将出炉时