時間:2017-06-14 17:10:05來源:岳臨萍,叢榮葵
1、前言
TRACK跟蹤模型是L2系統(tǒng)中一個重要的組成部分,它的主要任務(wù)是對加熱爐內(nèi)和正在軋制的鋼板進行物料跟蹤和數(shù)據(jù)處理,當(dāng)鋼板在軋機的某一位置時執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?。例如是激活道次計算或者是開啟位置檢測等。同時TRACK模型也維護L2的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并且參與所有與跟蹤相關(guān)的操作輸入,例如取消一塊鋼板的跟蹤等。物料跟蹤的準(zhǔn)確性直接影響到整個二級系統(tǒng)的有效運行。
TRACK模型依據(jù)從L1接收到的信息進行構(gòu)建,L1(一級過程自動化)是物料跟蹤的根本。為了更全面的解釋物料跟蹤模型,對相關(guān)數(shù)語進行如下解釋:
⑴機架:這里指的是水平的機架,如粗軋機和精軋機。
⑵鋼坯/鋼板:物料開始軋制時間指的是第一個道次的開始。因此產(chǎn)品的上游過程就包括了煉鋼和加熱爐。當(dāng)?shù)谝粋€道次開始時,鋼板進行軋制。
⑶軋制序列:是將要進行的軋制命令順序。這個順序列表儲存在數(shù)據(jù)庫中,在軋制開始時,給定的鋼板如果要從軋制序列中移除要由操作工來進行變更維護。
⑷道次:是指鋼板在水平機架中的往返運動。其中不改變鋼板厚度的道次叫空道次。
⑸冷卻:在熱機軋制時,鋼板要進行冷卻,也包括軋制前鋼坯的冷卻。
⑹基礎(chǔ)數(shù)據(jù):基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中,包括鋼坯尺寸、溫度、化學(xué)成分和成品鋼板的目標(biāo)數(shù)據(jù),還有一些其它的軋制數(shù)據(jù),如轉(zhuǎn)鋼次數(shù)、TM模式等。這些數(shù)據(jù)由道次計算得出。
⑺鋼板ID號::這是鋼板在L2系統(tǒng)中的唯一識別身份,格式為X-XXXXX-XXX.
⑻交接指令:在跟蹤模型中分配一張鋼板的ID號,并檢測鋼板的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2、TRACK模型的簡介
TRACK是在L2系統(tǒng)中可以單獨執(zhí)行的子過程,由L1的檢測信號進行驅(qū)動,在相關(guān)的HMI中可以看到活動狀態(tài)。L1是跟蹤模型的管理器,TRACK模型通過L1提供的信息進行增加。例如,L1不使用鋼板ID號,相反的它使用1-5的L1的ID號,并在L1的ID號和鋼板ID號之間建立連接。TRACK模型可以同時處理12張鋼板的數(shù)據(jù),L1只能處理5張鋼板的數(shù)據(jù)。TRACK模型可以處理加熱爐內(nèi)的虛擬鋼板。
2.1鏡相
物料跟蹤模型是對軋機的一個跟蹤物體的鏡相,TRACK模型建立了一個可用的軋機鏡相。如:傳感器、跟蹤區(qū)域以及測量位置等。傳感器本身沒有跟蹤信息,它只是產(chǎn)生開/關(guān)信號。一般來講,傳感器觀察器有跟蹤信息,并且可以應(yīng)用傳感器信號執(zhí)行一個跟蹤功能。傳感器觀察器可以觀察一個或者多個傳感器,它可以執(zhí)行一個可者兩個開關(guān)信號。一個傳感器可以綁定多個傳感器觀察器,一個傳感器觀察器也可以綁定多個傳感器。
跟蹤模型定義了以下傳感器:熱金屬檢測器HMD(從出爐輥道開始一直到矯直機入口)、紅外測溫儀檢測開軋溫度、測厚儀、粗軋機機架、精軋機機架等。所有的傳感器的開/關(guān)由L1控制。
2.2跟蹤區(qū)域
跟蹤區(qū)域是軋機的一個物理區(qū)域,它是一組輥道、一個機架或者是加熱爐里的一個滑道分區(qū)、它是一個開始和結(jié)束位置,保留了鋼板在當(dāng)前這個區(qū)域的占用列表。跟蹤區(qū)域涵蓋了整個軋機區(qū),從加熱爐到矯直機。
跟蹤區(qū)域是傳感器觀察器。它包含了跟蹤信息,可以分配一個特定鋼板的傳感器的開關(guān)信號,并且執(zhí)行合適的行動。鋼板在此區(qū)域內(nèi)的任何位置都可以進行檢測元件的開/關(guān)操作,當(dāng)鋼板到達(dá)檢測元件時,會自動進行測量的開啟。因此軋鋼產(chǎn)線從加熱爐到矯直機的所有的測量元件和跟蹤區(qū)域都能順利的檢測到鋼板的實際位置,并將運行狀態(tài)顯示在HMI上供操作工識別和確認(rèn)。主要分為以下幾個跟蹤區(qū)域:
⑴入爐
加熱爐的入爐是爐內(nèi)特殊的跟蹤區(qū)域。入爐區(qū)域區(qū)域連接著一個完整的爐道。不同于普通的跟蹤區(qū)域,能夠連接在一起形成一個產(chǎn)線方向的鏈,所有的入爐區(qū)域在給定的爐道上都處于相同的位置,但是也連接在一起形成爐道的鋼坯布置圖。每一次的入爐在爐道內(nèi)修正一塊鋼坯。入爐和出爐時設(shè)定爐道己占用或者未被占用。入爐區(qū)域沒有檢測元件。
.⑵輥道控制和監(jiān)測
每一組輥道是跟蹤區(qū)域來修正,它主要依靠速度來判斷。由于輥道區(qū)域的跟蹤較為簡單,能夠執(zhí)行很小的跟蹤行為,眾多的輥道就能夠?qū)崿F(xiàn)客戶化的跟蹤行為。產(chǎn)線上的輥道區(qū)域進行分工,執(zhí)行相應(yīng)的操作:
RE1:粗軋機前輥道。用于設(shè)定鋼坯的除鱗時間,并激活軋制表的計算。更新爐內(nèi)鋼坯布置圖,檢測當(dāng)前鋼坯的位置和鋼坯的溫度。
FE4:精軋機和粗軋機進行交接的輥道。軋制表重新進行道次計算。
FE1:精軋機前運輸輥道。檢測元件工作告知鋼板己經(jīng)進入,道次計算重新開始。
FX1:精軋機后輥道。檢測元件告知鋼板己經(jīng)離開精軋機,道次計算重新開始。
FX2:精軋機后測厚儀輥道。檢測到鋼板進入測厚儀區(qū)域。
FX3至矯直機輥道:鋼板離開測厚儀區(qū)域后進入ACC冷卻區(qū)域及矯直機區(qū)域。
⑶機架區(qū)域
機架區(qū)域是指正在軋制的軋機。它占用的只是一個位置而不是像其它區(qū)域那樣的一段長度。機架區(qū)域是當(dāng)前軋制的鋼板開始和結(jié)束時的速度匹配,同時也跟蹤機架是負(fù)載還是空載狀態(tài),分為粗軋機機架和精軋機機架。
(圖1:物料跟蹤示意圖)
3、功能分析
L1中的物料跟蹤是TRACK模型的主要任務(wù)之一,然而在L2系統(tǒng)中它必須執(zhí)行特定的相關(guān)跟蹤功能。
3.1交接功能
交接是指在鋼板的跟蹤記錄結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建一個入口。只有在L2系統(tǒng)中進行了交接,只有進入到物料跟蹤中的鋼板才能夠進行軋制。當(dāng)一塊鋼板己經(jīng)通過軋制進行了交接,并且被L2系統(tǒng)處理過,它會一直保存在跟蹤目錄表中直到鋼板離開跟蹤區(qū)域、或者鋼板移除或者取消交接等。L2中定義了多種形式的交接:自動交接、手動交接、優(yōu)先交接、爐內(nèi)交接、虛擬交接等。具體功能描述如下:
3.1.1自動交接
這種模式是常用模式。下一塊鋼坯在軋制序列中自動交接,從L1中的跟蹤圖指示一塊新的鋼坯目前在出爐輥道上。在L2的HMI界面上,操作工能夠使用“自動交接”按鈕進行操作。
如果TRACK模型不知道下一塊鋼坯是什么,它會標(biāo)記這塊鋼坯為“不識別”,在HMI上顯示為“I-don’t-know”。操作工應(yīng)該轉(zhuǎn)換為手動交接方式,這時自動交接不可用。
3.1.2優(yōu)先交接
如果在自動交接或者自動交接模式不可用時必須改變一塊鋼坯,可以使用優(yōu)先交接模式。在這塊鋼坯出爐之前,它的名字(鋼坯ID)己經(jīng)提示執(zhí)行了交接操作時,它可以給操作工充分的時間來進行過程操作。優(yōu)先交接模式是操作工手動使用HMI上的交接對話框來實現(xiàn)的。
為了標(biāo)記這塊出爐的鋼坯己經(jīng)進行了優(yōu)先交接,此時鋼板的ID號在HMI上用高亮度背景表示。當(dāng)這塊鋼坯己經(jīng)出爐,這張鋼板的ID己經(jīng)從優(yōu)先模式交接分配到了一塊新鋼坯上,軋制繼續(xù)進行無須間斷。
3.1.3手動交接
在自動交接不可用時,或者在執(zhí)行了一個“取消交接”過程后發(fā)生了軋制序列為空,則需要進行手動交接。手動交接同優(yōu)先交接類似。它也是通過在HMI上的對話框由操作工手動執(zhí)行,在手動交接時,跟蹤時鋼板的ID號被分配為一個未知的鋼坯,在HMI上顯示為“I-don’t-know”。
3.1.4爐內(nèi)交接
當(dāng)一塊鋼坯運行到爐道的前面位置時,爐內(nèi)交接自動初始化。這個交接的目的是執(zhí)行一個道次表的預(yù)計算,因此操作工能夠看到道次軋制表。它同時也提醒操作工不會對這塊鋼坯產(chǎn)生一個無效的軋制表。一旦鋼坯交接到了跟蹤記錄表中,它可能會要求操作工輸入鋼板工藝數(shù)據(jù)會影響到軋制表的計算。
3.1.5虛擬交接
有時候一塊己進行了道次計算的鋼坯又被回爐了,就會執(zhí)行虛擬交接。操作工要在HMI上選擇虛擬對話框進行操作,這塊鋼坯的道次計算會執(zhí)行。后面的虛擬交接會重寫先前的虛擬交接。
3.2撤消交接(回爐操作)
有時會發(fā)生錯誤的鋼坯自動交接的情況。原因可能是軋制序列是錯誤的,或者在加熱爐內(nèi)對錯誤的道次進行了出鋼操作。操作工在“撤消交接”對話框中選中該鋼板的ID號,然后在HMI上界面上更改為“I-don’t-know”,操作工手動修正。當(dāng)撤消交接申請為優(yōu)先交接時,這塊鋼坯就從跟蹤目錄中移除了。
3.3跟蹤圖更新
跟蹤圖更新的功能是虛擬的物料跟蹤。L1系統(tǒng)每192ms發(fā)送更新的跟蹤圖和狀態(tài)信息。TRACK模型通過這個功能來更新自己的跟蹤圖和傳感器的檢測狀態(tài)信息及測量值來產(chǎn)生開/關(guān)信號。這些信號會驅(qū)動整個L2自動控制系統(tǒng)。很顯然,L1的這些周期信息是整個L2系統(tǒng)的中心。
3.3.1更新爐內(nèi)狀態(tài)和布置圖
每次RE1輥道傳感器打開觸發(fā),意味著一塊新的鋼坯己經(jīng)通過了除鱗機,這時TRACK模型會發(fā)送L2_F2_RequestStatusTrackMap報文信息到FU_L2_StatusTrackMap中,L2中的爐內(nèi)圖就更新了。所有新鋼坯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從DS數(shù)據(jù)庫中讀取,并存儲在本地數(shù)據(jù)庫中。每次執(zhí)行完裝爐或者出爐操作,
TRACK模型就會更新爐內(nèi)鋼坯布置圖,它從DS數(shù)據(jù)庫中讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并存儲在本地數(shù)據(jù)庫中。TRACK模型將鋼坯移動到軋制序列開始的第一個位置,確定自動交接己經(jīng)讀取到正確的鋼坯信息后,發(fā)送通知給L1系統(tǒng)。
3.3.2跟蹤修正
如果HMD熱檢或者其它的跟蹤檢測傳感器發(fā)生故障,會造成跟蹤圖內(nèi)的鋼板位置和實際的位置不符的現(xiàn)象。在HMI上使用“跟蹤修正”對話框,操作工可以修正鋼板的位置,也能修正道次數(shù)。TRACK模型將這個修正傳送到L1,來更新跟蹤圖。
3.4清空跟蹤
在十分少見的情況下,有時必須完全重置跟蹤目錄,應(yīng)用清空跟蹤過程來實現(xiàn)。在跟蹤目錄表中的所有鋼板ID都會被清空。清空跟蹤過程在HMI上的跟蹤修正對話框中初始化,因為這個非常重要,需要操作工必須確認(rèn)這個行為。
3.5道次計算過程
一個與TRACK模型緊密相關(guān)的模型是PSC道次計算模型,PSC模型的啟用一般有以下指令或者事件的發(fā)生:⑴交接指令之后;⑵鋼坯除鱗后;⑶輥道FE4交接到精軋機;⑷鋼坯對中/鋼板到達(dá)精軋機前;⑸精軋機每個道次后;⑹測厚儀反饋后;⑺操作員激活;⑻請求L1的設(shè)定等。
根據(jù)TRACK模型確定的鋼板的位置,4個道次的過程計算被激活:⑴PSC1出爐之前;⑵PSC2精軋機第一道次之前;⑶PSC3在精軋機軋制中;⑷PSC4精軋機軋制后。道次計算完畢后,會發(fā)送報文給TRACK模型。如果發(fā)生錯誤,則會發(fā)送一個錯誤代碼和錯誤文本給操作者界面HMI。
(圖2:道次計算步驟流程圖)
4、小結(jié)
TRACK跟蹤模型在L2系統(tǒng)的控制中起到十分重要的作用,它對輥道速度的設(shè)定、檢測元件的靈敏度以及與L1一級自動控制系統(tǒng)的通訊連接都有較高的要求,了解主要功能及組成,可以更好的維護、優(yōu)化二級系統(tǒng),保證模型的有效運行。
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