PDF《轧钢二级控制系统TRACK模型的功能简晰》

技术与应用 - 控制系统

69 The function analysis of the L2 tracking model in HPM 轧钢二级控制系统TRACK模型的功能简晰 文/济钢宽厚板厂? 岳临萍? 丛荣葵

1 前言 TRACK 跟踪模型是 L2 系统中一个重要的组成部分, 它的主要任务是对加热炉内和正在轧制的钢板进行物料跟踪 和数据处理,当钢板在轧机的某一位置时执行适当的操作.

例如是激活道次计算或者是开启位置检测等.同时 TRACK 模型也维护 L2 的基础数据,并且参与所有与跟踪相关的操 作输入,例如取消一块钢板的跟踪等.物料跟踪的准确性直 接影响到整个二级系统的有效运行. TRACK 模型依据从 L1 接收到的信息进行构建,L1(一 级过程自动化)是物料跟踪的根本.为了更全面的解释物料 跟踪模型,对相关数语进行如下解释: (1) 机架:这里指的是水平的机架, 如粗轧机和精轧机. (2)钢坯 / 钢板:物料开始轧制时间指的是第一个道次 的开始.因此产品的上游过程就包括了炼钢和加热炉.当第 一个道次开始时,钢板进行轧制. (3)轧制序列:是将要进行的轧制命令顺序.这个顺 序列表储存在数据库中,在轧制开始时,给定的钢板如果要 从轧制序列中移除要由操作工来进行变更维护. (4)道次:是指钢板在水平机架中的往返运动.其中 不改变钢板厚度的道次叫空道次. (5)冷却:在热机轧制时,钢板要进行冷却,也包括 轧制前钢坯的冷却. (6)基础数据:基础数据保存在数据库中,包括钢坯 尺寸、温度、化学成分和成品钢板的目标数据,还有一些其 它的轧制数据,如转钢次数、TM 模式等.这些数据由道次 计算得出. (7) 钢板 ID 号:这是钢板在 L2 系统中的唯一识别身份, 格式为 X-XXXXX-XXX. (8)交接指令:在跟踪模型中分配一张钢板的 ID 号, 并检测钢板的数据结构.

2 TRACK 模型的简介 摘要 :本文介绍了着重介绍了轧钢二级控制系统中跟踪模块的功能和组成,对跟踪模型的具体功能的设计内 容进行了分析和说明. TRACK 是在 L2 系统中可以单独执行的子过程,由L1 的检测信号进行驱动,在相关的 HMI 中可以看到活动状态. L1 是跟踪模型的管理器,TRACK 模型通过 L1 提供的信息 进行增加.例如,L1 不使用钢板 ID 号,相反的它使用

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5 的L1 的ID 号,并在 L1 的ID 号和钢板 ID 号之间建立连接. TRACK 模型可以同时处理

12 张钢板的数据,L1 只能处理 5张钢板的数据. TRACK模型可以处理加热炉内的虚拟钢板. 2.1 镜相 物料跟踪模型是对轧机的一个跟踪物体的镜相, TRACK 模型建立了一个可用的轧机镜相.如:传感器、跟 踪区域以及测量位置等.传感器本身没有跟踪信息,它只是 产生开 / 关信号.一般来讲,传感器观察器有跟踪信息,并 且可以应用传感器信号执行一个跟踪功能.传感器观察器可 以观察一个或者多个传感器,它可以执行一个可者两个开关 信号.一个传感器可以绑定多个传感器观察器,一个传感器 观察器也可以绑定多个传感器. 跟踪模型定义了以下传感器:热金属检测器 HMD(从 出炉辊道开始一直到矫直机入口) 、 红外测温仪检测开轧温度、 测厚仪、粗轧机机架、精轧机机架等.所有的传感器的开 ?/ 关由 L1 控制. 2.2 跟踪区域 跟踪区域是轧机的一个物理区域,它是一组辊道、一个 机架或者是加热炉里的一个滑道分区、它是一个开始和结束 位置,保留了钢板在当前这个区域的占用列表.跟踪区域涵 盖了整个轧机区,从加热炉到矫直机. 跟踪区域是传感器观察器.它包含了跟踪信息,可以分 配一个特定钢板的传感器的开关信号, 并且执行合适的行动. 钢板在此区域内的任何位置都可以进行检测元件的开 / 关操 作,当钢板到达检测元件时,会自动进行测量的开启.因此 轧钢产线从加热炉到矫直机的所有的测量元件和跟踪区域都 能顺利的检测到钢板的实际位置,并将运行状态显示在 HMI 上供操作工识别和确认.主要分为以下几个跟踪区域: 技术与应用 - 控制系统

70 2.2.1?入炉 加热炉的入炉是炉内特殊的跟踪区域.入炉区域区域连 接着一个完整的炉道.不同于普通的跟踪区域,能够连接在 一起形成一个产线方向的链,所有的入炉区域在给定的炉道 上都处于相同的位置,但是也连接在一起形成炉道的钢坯布 置图.每一次的入炉在炉道内修正一块钢坯.入炉和出炉时 设定炉道己占用或者未被占用.入炉区域没有检测元件. 2.2.2?辊道控制和监测 每一组辊道是跟踪区域来修正,它主要依靠速度来判断. 由于辊道区域的跟踪较为简单,能够执行很小的跟踪行为, 众多的辊道就能够实现客户化的跟踪行为.产线上的辊道区 域进行分工,执行相应的操作: RE1:粗轧机前辊道.用于设定钢坯的除鳞时间,并激 活轧制表的计算.更新炉内钢坯布置图,检测当前钢坯的位 置和钢坯的温度. FE4:精轧机和粗轧机进行交接的辊道.轧制表重新进 行道次计算. FE1:精轧机前运输辊道.检测元件工作告知钢板己经 进入,道次计算重新开始. FX1:精轧机后辊道.检测元件告知钢板己经离开精轧 机,道次计算重新开始. FX2:精轧机后测厚仪辊道. 检测到钢板进入测厚仪区域. FX3 至矫直机辊道:钢板离开测厚仪区域后进入 ACC 冷却区域及矫直机区域. 2.2.3?机架区域 机架区域是指正在轧制的轧机.它占用的只是一个位置 而不是像其它区域那样的一段长度.机架区域是当前轧制的 钢板开始和结束时的速度匹配,同时也跟踪机架是负载还是 空载状态,分为粗轧机机架和精轧机机架.如图

1 所示.

3 功能分析 L1 中的物料跟踪是 TRACK 模型的主要任务之一,然 而在 L2 系统中它必须执行特定的相关跟踪功能. 3.1 交接功能 交接是指在钢板的跟踪记录结构中创建一个入口.只有 在L2 系统中进行了交接,只有进入到物料跟踪中的钢板才能 够进行轧制.当一块钢板己经通过轧制进行了交接,并且被 L2 系统处理过,它会一直保存在跟踪目录表中直到钢板离开 跟踪区域、或者钢板移除或者取消交接等.L2 中定义了多种 形式的交接:自动交接、手动交接、优先交接、炉内交接、 虚拟交接等.具体功能描述如下: 3.1.1 自动交接 这种模式是常用模式.下一块钢坯在轧制序列中自动交接, 从L1 中的跟踪图指示一块新的钢坯目前在出炉辊道上.在L2 的HMI 界面上,操作工能够使用 自动交接 按钮进行操作. 如果 TRACK 模型不知道下一块钢坯是什么,它会标记这 块钢坯为 不识别 ,在HMI 上显示为 I-?don'

t-?know . 操作工应该转换为手动交接方式,这时自动交接不可用. 3.1.2 优先交接 如果在自动交接或者自动交接模式不可用时必须改变一 块钢坯,可以使用优先交接模式.在这块钢坯出炉之前,它 的名字(钢坯 ID)己经提示执行了交接操作时,它可以给操 作工充分的时间来进行过程操作.优先交接模式是操作工手 动使用 HMI 上的交接对话框来实现的. 为了标记这块出炉的钢坯己经进行了优先交接,此时钢 板的ID号在HMI上用高亮度背景表示. 当这块钢坯己经出炉, 这张钢板的 ID 己经从优先模式交接分配到了一块新钢坯上, 轧制继续进行无须间断. 图1?物料跟踪示意图 技术与应用 - 控制系统

71 3.1.3 手动交接 在自动交接不可用时,或者在执行了一个 取消交接 过程后发生了轧制序列为空,则需要进行手动交接.手动交 接同优先交接类似.它也是通过在 HMI 上的对话框由操作工 手动执行,在手动交接时,跟踪时钢板的 ID 号被分配为一个 未知的钢坯,在HMI 上显示为 I- don'

t- know . 3.1.4 炉内交接 当一块钢坯运行到炉道的前面位置时,炉内交接自动初 始化.这个交接的目的是执行一个道次表的预计算,因此操 作工能够看到道次轧制表.它同时也提醒操作工不会对这块 钢坯产生一个无效的轧制表.一旦钢坯交接到了跟踪记录表 中,它可能会要求操作工输入钢板工艺数据会影响到轧制表 的计算. 3.1.5 虚拟交接 有时候一块己进行了道次计算的钢坯又被回炉了,就会 执行虚拟交接.操作工要在 HMI 上选择虚拟对话框进行操作, 这块钢坯的道次计算会执行.后面的虚拟交接会重写先前的 虚拟交接. 3.2 撤消交接(回炉操作) 有时会发生错误的钢坯自动交接的情况.原因可能是轧 制序列是错误的,或者在加热炉内对错误的道次进行了出钢 操作.操作工在 撤消交接 对话框中选中该钢板的 ID 号, 然后在 HMI 上界面上更改为 I- don'

t- know ,操作工手 动修正.当撤消交接申请为优先交接时,这块钢坯就从跟踪 目录中移除了. 3.3 跟踪图更新 跟踪图更新的功能是虚拟的物料跟踪.L1 系统每 192ms 发送更新的跟踪图和状态信息.TRAC........