李田海

（河鋼股份唐鋼公司信息自動(dòng)化部，河北 唐山 063000）

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景

以前生產(chǎn)中存在的問(wèn)題：板坯從連鑄切割機(jī)發(fā)出切割完成信號(hào)后，生成板坯數(shù)據(jù)，然后存入連鑄二級(jí)系統(tǒng)，由連鑄二級(jí)服務(wù)器發(fā)送到板坯信息管理服務(wù)器，完成連鑄坯的數(shù)據(jù)生成與連鑄部分的數(shù)據(jù)傳遞。連鑄區(qū)域與加熱爐區(qū)域靠?jī)膳_(tái)橫移臺(tái)車運(yùn)送兩個(gè)連鑄機(jī)（1#機(jī)兩流，2#機(jī)一流）共三流板坯板坯。

①連鑄切割室操作工需要將板坯手動(dòng)操作運(yùn)送到輸出一輥道（1#機(jī)），橫移小車輥道（2#機(jī)）以完成板坯的去毛刺；需要專人操作。此時(shí)需要和板坯庫(kù)聯(lián)系確認(rèn)板坯是熱裝還是下線。②出鋼室（橫移臺(tái)車）連鑄操作工操作移載小車將2#連鑄機(jī)生產(chǎn)的板坯運(yùn)送直加熱爐中；③出鋼室操作工（板坯庫(kù)管理）根據(jù)生產(chǎn)需求，對(duì)板坯服務(wù)器上的板坯數(shù)據(jù)進(jìn)行熱裝、上線和下線的手動(dòng)操作；完成二級(jí)層面的板坯信息發(fā)送。需確認(rèn)實(shí)際板坯的操作與二級(jí)數(shù)據(jù)的一致性，兩者需要手動(dòng)確認(rèn)，由于全程手動(dòng)操作（冷坯上裝和橫移臺(tái)車向加熱爐輸送板坯的隨機(jī)性導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息發(fā)送的不及時(shí)）經(jīng)常造成數(shù)據(jù)更新不及時(shí)或不一致，從而制約了裝鋼節(jié)奏。④橫移臺(tái)車手動(dòng)操作，需要行走定位和板坯接收定位；行走定位使用接近開(kāi)關(guān)作為檢測(cè)元件，由于連鑄的高溫環(huán)境，造成冷卻水（輥道冷卻水漏水）和高溫（板坯渣）導(dǎo)致元器件壽命短；⑤加熱爐完成裝鋼自動(dòng)改造后，接收連鑄發(fā)送的板坯數(shù)據(jù)后，自動(dòng)生成板坯模型；此時(shí)才具備接鋼條件，啟動(dòng)裝鋼輥道，連鑄才可以送坯。系統(tǒng)經(jīng)常在等待板坯數(shù)據(jù)，致使裝鋼節(jié)奏慢。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則

完成一級(jí)系統(tǒng)從連鑄切割到加熱爐裝鋼輥道的板坯物料跟蹤，新增二級(jí)跟蹤系統(tǒng)同步跟蹤物料的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)流的連貫性，同步完成三級(jí)系統(tǒng)的板坯數(shù)據(jù)管理，同時(shí)控制部分現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；盡可能的減少現(xiàn)場(chǎng)（連鑄機(jī)1#機(jī)，2#機(jī)的兩個(gè)切割操作室、橫移臺(tái)車操作室、移栽機(jī)操作室和三級(jí)板坯庫(kù)管理）的手動(dòng)操作，規(guī)范工藝流程，提高設(shè)備工作效率和準(zhǔn)確性，減少人為導(dǎo)致的工藝事故，增加設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性等[1]。

主要涉及內(nèi)容如下：①輥道自動(dòng)控制，包括切后輥道、去毛刺輥道、輸出一輥道、輸出二輥道、橫移臺(tái)車輥道（二號(hào)機(jī)為切后輥道、輸出輥道、橫移小車輥道、上線輥道），輥道系統(tǒng)跟蹤板坯位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤和控制，簡(jiǎn)化切割操作室、橫移車操作室、二號(hào)機(jī)出鋼操作室的操作。②規(guī)范板坯下線、上線操作；板坯只在固定位置下線，固定位置上線；簡(jiǎn)化板坯庫(kù)管理操作工的操作[2]。③橫移臺(tái)車行走自動(dòng)定位、橫移臺(tái)車接坯和出坯的自動(dòng)控制；簡(jiǎn)化操作；④二級(jí)系統(tǒng)優(yōu)化和功能開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)二級(jí)系統(tǒng)的板坯信息跟蹤和控制，完成熱裝、上線、下線的數(shù)據(jù)流；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連鑄到加熱爐的數(shù)據(jù)傳遞。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求，連鑄智能送坯系統(tǒng)設(shè)備以利舊為主，PLC控制系統(tǒng)、操作臺(tái)、HMI、二級(jí)系統(tǒng)設(shè)備利舊，在原有系統(tǒng)上進(jìn)行控制軟件升級(jí)；根據(jù)控制需求合理增加檢測(cè)儀表，新增PLC遠(yuǎn)程I/O柜實(shí)現(xiàn)信號(hào)接入，1#連鑄機(jī)兩個(gè)鑄流PLC和公共PLC，二號(hào)機(jī)鑄流和公共PLC；增加1#連鑄機(jī)一級(jí)系統(tǒng)和2#連鑄機(jī)一級(jí)系統(tǒng)的通訊[3]。

系統(tǒng)升級(jí)改造后，具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)為自動(dòng)模式時(shí)，故障狀態(tài)為手動(dòng)操作，且手動(dòng)操作有更高的優(yōu)先級(jí)，控制流程與原手動(dòng)操作一致，便于操作人員及時(shí)處理突發(fā)事故。

手動(dòng)模式：設(shè)備的啟、停動(dòng)作由操作工手動(dòng)操作完成。自動(dòng)模式：設(shè)備按預(yù)定義的工藝流程自動(dòng)運(yùn)行。異常處理：主要涉及異常板坯（彎）無(wú)法正常自動(dòng)定位控制或事故狀態(tài)（設(shè)備、工藝、自動(dòng)化等），均需手動(dòng)操作；方法與現(xiàn)在一致；

智能送坯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的跟蹤項(xiàng)目有：一級(jí)系統(tǒng)的物料跟蹤和控制和二級(jí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流同步跟蹤與控制。

3 一級(jí)控制系統(tǒng)

（1）鑄流跟蹤功能。每個(gè)鑄流板坯跟蹤按現(xiàn)有區(qū)域劃分，分為五個(gè)跟蹤區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域?qū)Π迮鬟M(jìn)行速度控制和板坯定位，并把板坯的位置等信息傳送給二級(jí)系統(tǒng)，保證二級(jí)對(duì)板坯信息的同步跟蹤；如果板坯切割后需要下線，則把一級(jí)系統(tǒng)接收二級(jí)的下線信號(hào)板坯運(yùn)送到“板坯下線”位等待板坯下線，操作完成后刪除一級(jí)系統(tǒng)的板坯跟蹤信息。需要上線的板坯，則接收二級(jí)系統(tǒng)的上線指令，生產(chǎn)板坯跟蹤模型依據(jù)現(xiàn)有信號(hào)進(jìn)行跟蹤定位。

（2）輥道變頻控制。連鑄輸出二輥道和橫移車車上輥道由現(xiàn)在的MCC控制改為變頻器控制，用來(lái)實(shí)現(xiàn)輥道的調(diào)速，精確定位板坯定位和板坯在橫移臺(tái)車上的“擺鋼”功能。

（3）橫移臺(tái)車控制功能。橫移臺(tái)車需要接收三個(gè)鑄流的板坯，接鋼指令由輥道板坯狀態(tài)決定接鋼順序；兩車均接到板坯后向加熱爐的出鋼順序由加熱爐的出鋼順序即加熱爐的裝鋼需求進(jìn)行手動(dòng)預(yù)選擇。

車行走：橫移臺(tái)車車體行走根據(jù)需求，通過(guò)激光測(cè)距儀檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)板坯定位傳感器用激光測(cè)距儀取締以前使用的接近開(kāi)關(guān)，使得位置信息更精確，自動(dòng)定位到目標(biāo)位置（接鋼、裝鋼、維修等），簡(jiǎn)化手動(dòng)操作流程。

車上輥道：板坯自動(dòng)定位到鑄流的第五個(gè)跟蹤區(qū)域（橫移臺(tái)車車上輥道），此時(shí)，如無(wú)加熱爐裝鋼請(qǐng)求信號(hào)則在接收板坯位置擺鋼，接收請(qǐng)求后系統(tǒng)會(huì)依據(jù)加熱爐的工藝需求（出鋼操作室手動(dòng)操作）接收哪個(gè)橫移車上的板坯，車到位后運(yùn)送板坯到加熱爐裝鋼輥道。

4 二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

二級(jí)系統(tǒng)新增客戶端，基于.net平臺(tái)，采用C/S結(jié)構(gòu)，利用C#語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)前臺(tái)界面管理、輥道板坯及設(shè)備的動(dòng)態(tài)跟蹤和控制以及板坯上線、下線、熱裝及板坯庫(kù)的管理，實(shí)現(xiàn)三級(jí)系統(tǒng)原移載機(jī)操作室客戶端的功能。后臺(tái)跟蹤和控制：后臺(tái)跟蹤涵蓋從切后輥道到橫移臺(tái)車的所有設(shè)備。匹配板坯上下線操作的輥道動(dòng)作；三級(jí)服務(wù)器上冷坯庫(kù)的信息管理。

5 HMI畫面部分

新增一級(jí)系統(tǒng)的輥道橫移臺(tái)車跟蹤畫面，采用Wincc V6.0設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)跟蹤板坯位置以監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。共涉及三個(gè)控制室，畫面控制與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一致，包括板坯數(shù)據(jù)管理、板坯位置信息管理、橫移車送坯管理。

6 結(jié)語(yǔ)

板坯連鑄機(jī)智能送坯系統(tǒng)的投入使用，使得唐鋼連鑄機(jī)板坯信息以及板坯傳遞依靠人工進(jìn)行，影響生產(chǎn)節(jié)奏的情況徹底改善，有助于提高連鑄板坯傳送效率，更好地滿足了快節(jié)奏的生產(chǎn)需求。