型材辊压生产线计算机监控系统和人机界面的设计

1、型材辊压生产线计算机监控系统和人机界面的设计方一鸣刘福才王洪斌郭存良1型材辊压生产线工艺简介和技术要求(1)工艺简介型材辊压生产线工艺流程及控制系统总体结构如图1所示。带钢经辊压机组轧制成型，点焊机每隔一定间距对型材点焊一次，以增加型材强度，然后经测长轮测定长度到后，控制冲切机组进行切断。测长轮与光电编码器同轴相连，光电编码器信号送至可编程控制器的高速计数器输入口以测量长度，并送至伺服电机速度同步控制系统，以保证定尺长度到后冲切机组与型材同步前进，实现不停机切断。喷雾阀在轧制过程中主要起润滑作用。图1型材辊压生产线工艺流程及控制系统总体结构图(2)技术要求根据型材辊压生产工艺和用户的要求，所设

2、计的计算机监控系统应具有参数设定、自动控制、手动控制、故障诊断等功能，并且要求用上位计算机取代操作台，生产线的所有控制操作均在上位计算机上完成。参数设定功能要求上位机能够在人机界面中设定并显示如下数据：轧制速度、定尺长度、本班产量，以及剪切机、点焊机和辊压机组中各主要设备的开关量状态等。自动控制功能要求监控系统能显示实际轧制速度等参数，并能监控生产线上主要设备的运行情况，以及对整个生产线进行启动和停止等操作控制；手动控制功能主要用于生产线的调试，如可对辊压机组和冲切机组中各主要设备进行启停控制试验。2生产线计算机监控系统的总体设计计算机监控系统硬件主要由上位计算机和下位机(包括富士NB系列可编

3、程控制器和英国欧陆公司生产的590直流调速装置)组成。上位计算机选用研华PPC-100 DX486100工业控制计算机，并配有触摸屏，该计算机带有4个串行口，其中串行口1(RS232)为触摸屏占用，串行口2(RS422)用于与590通信，串行口3(RS232转换成RS422)用于与PLC通信，串行口4为RS232接口，本系统中没用。上位机通过RS422串行通信接口与下位机进行数据通信并实现系统监控，PLC与590之间利用ASCII码通信。计算机监控系统软件的设计主要包括人机界面软件的设计、上位机与PLC及590通信子程序等软件的设计。整个监控系统软件设计采用模块化结构，在Windows1环境中

4、利用Borland C+2编制而成，在程序设计和调试过程中详细地考虑了程序的可靠性、实时性以及与用户友好的人机界面3。根据型材辊压生产的技术要求，所设计的人机界面包括参数设定、自动控制、手动控制3个主画面，其中，故障诊断和信息提示功能包含在自动控制和手动控制画面中，此外，还包括通信试验、离线服务等辅助画面。用户可通过各画面上的选单、按钮及软键盘进行画面切换、参数设定与显示以及其它控制操作。通信软件的设计可参见富士NB系列通信协议说明书及其它有关文献，这里不再赘述。3人机界面中各主要功能模块的设计(1)参数设定画面的设计参数设定画面中基本项目如图2所示。图2参数设定画面在此画面中，轧制速度采用最

5、高速度的百分数设定。通过按压各开关按钮，可选择画面中各主要生产设备“用不用”或“开关”，以提高设备使用的灵活性，满足不同品种型材生产工艺的要求。参数和开关量状态设定完毕后，按压参数存储按钮即可把当前画面中所有数据保存到数据文件，以供自动控制时使用。(2)自动控制画面的设计自动控制画面主要用于对生产线的实际工作情况进行监测和控制，如有必要，也可对参数设定画面所设定的速度、长度、本班产量3个基本参数进行再修改或微量调整；一旦参数设定正确后，即可对整个生产线进行启动和停止等操作。自动控制画面的基本项目包括参数显示或设定栏和实际情况显示栏。其中，参数显示或设定栏中的内容与参数设定画面左框中的内容基本相

6、同，实际情况显示栏中的项目包括：实际速度，累计产量，本班产量实际值。在生产过程中当定尺长度到后，控制冲切机组进行不停机切断，同时本班产量和累计产量自动加1。一旦本班产量达到设定值，则整个生产线自动停止。累计产量用于记录多个班组生产的同一品种型材的总根数。(3)手动控制画面的设计手动控制画面包括冲切机组设备开关栏和辊压机组设备开关栏。冲切机组设备开关栏基本内容为：伺服电机同步开关按钮，冷却液阀开关按钮，液压站开关按钮等。辊压机组设备开关栏内容与参数设定画面中的此项内容基本相同。另外，画面中还设置了启动按钮和停止按钮，可分别控制辊压机组和冲切机组的启停。此画面为现场调试提供了方便。(4)辅助画面的设计辅助画面设计简单，是监控系统不可缺少的组成部分。如：离线服务画面可提供对累计产量、本班产量等数据文件的备份、清除等功能；通信试验画面可用于在调试时检查上位机与下位机通信是否正常。4结束语本文所介绍的计算机监控系统软件在Windows环境下编程，简单实用，通用性强，且具有良好人机交互界面，操作控制按钮与触摸屏相结合，形象直观，操作使用非常方便，受到了用户的欢迎。该计算机监控系统已成功地应用于凌云汽车零部件厂的型材辊压生产线，明显地提高了型材辊压生产的效率和产品质量，减轻了操作