1、概述
L2過(guò)程控制系統(tǒng)主要功能是通過(guò)跟蹤及事件系統(tǒng),觸發(fā)模型設(shè)定及自學(xué)習(xí)，將設(shè)定數(shù)據(jù)下放到PLC，為軋線設(shè)備提供精確的設(shè)定數(shù)據(jù)；并對(duì)軋線數(shù)據(jù)進(jìn)行在線記錄,提供各類報(bào)表,為生產(chǎn)管理或L3系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。
2、系統(tǒng)功能描述
過(guò)程控制系統(tǒng)包括如下功能模塊：
● 初始數(shù)據(jù)輸入（PDI）? ●?跟蹤,時(shí)序數(shù)采系統(tǒng)? ?●?數(shù)據(jù)通訊? ?●?數(shù)據(jù)記錄及報(bào)表系統(tǒng)? ?●?人機(jī)界面（HMI）
●?通用軟件? ?●?模擬軋鋼? ? ?●?節(jié)奏控制? ? ?●?模型系統(tǒng)
2.1 初始數(shù)據(jù)的輸入(PDI)
PDI主要功能是完成生產(chǎn)計(jì)劃的錄入，編排及管理。
圖：WEB引擎構(gòu)架
圖：PDI頁(yè)面示例
2.2跟蹤及時(shí)序系統(tǒng)
2.2.1跟蹤系統(tǒng)
跟蹤的目的是確定軋件 (板坯、帶鋼、鋼卷) 在生產(chǎn)線上的實(shí)際位置和有關(guān)狀況，以便在規(guī)定的時(shí)間啟動(dòng)有關(guān)應(yīng)用程序，完成過(guò)程控制的其他功能。
跟蹤從加熱爐上料開(kāi)始，到卷取卸卷完成結(jié)束。根據(jù)區(qū)域，分為爐前、爐內(nèi)和軋線跟蹤。
當(dāng)板坯到達(dá)上料輥道之后，操作員根據(jù)軋制計(jì)劃通過(guò)操作站核對(duì)板坯，必要時(shí)，可變更爐號(hào)、爐列號(hào)，實(shí)行強(qiáng)制核對(duì)。
從板坯放到上料輥道上開(kāi)始，到加熱爐爐前輥道對(duì)中，為加熱爐入口跟蹤范圍。輥道的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)順序控制由L1進(jìn)行，L2僅傳送爐號(hào)、爐列號(hào)。
2.2.2時(shí)序系統(tǒng)
時(shí)序系統(tǒng)主要完成軋線事件觸發(fā),數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)下放等功能;
根據(jù)不同的事件時(shí)刻,將時(shí)序系統(tǒng)進(jìn)行分類:FCESEQ、RMSEQ、FMSEQCTCSEQ、DCSEQ；
事件觸發(fā)按照功能代碼標(biāo)志,采用郵箱,公共事件標(biāo)志等方式,觸發(fā)模型,數(shù)據(jù)采集,日志記錄等進(jìn)程；
數(shù)據(jù)采集以20HZ記錄軋線數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)事件觸發(fā),對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析處理(多種處理方式),為模型設(shè)定和自學(xué)習(xí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù);同時(shí),在線記錄功能會(huì)將軋線所有的過(guò)程數(shù)據(jù)以文件形式保存。
圖: 時(shí)序系統(tǒng)流程圖
2.3 數(shù)據(jù)通訊
過(guò)程控制系統(tǒng)與PLC、HMI及其他相關(guān)設(shè)備通訊均采用以太網(wǎng)通訊，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議完成，主要包括如下模塊：
●?模型服務(wù)器之間的通訊
●?與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通訊
●?與HMI服務(wù)器的通訊
●?與PLC的通訊
●?與L3 MES通訊
●?與加熱爐過(guò)程控制系統(tǒng)通訊
●?與軋輥間通訊
●?與編程器通訊
2.4 數(shù)據(jù)記錄及報(bào)表系統(tǒng)
過(guò)程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄包括兩部分：記錄文件、數(shù)據(jù)庫(kù)。
為保證應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)高效地、無(wú)互鎖地流通，過(guò)程控制系統(tǒng)使用了大量的公共內(nèi)存區(qū)。公共區(qū)是指通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)，生成的全局共享內(nèi)存，這些內(nèi)存地址固定，系統(tǒng)其他進(jìn)程不會(huì)占用該地址。這些公共內(nèi)存區(qū)的數(shù)據(jù)通常分為三類：軋線數(shù)據(jù)、成品數(shù)據(jù)和軋件數(shù)據(jù)，主要為程序間通訊使用。
過(guò)程控制系統(tǒng)在軋制結(jié)束后，會(huì)將公共區(qū)數(shù)據(jù)分別寫入記錄文件及數(shù)據(jù)庫(kù)。記錄文件主要駐留在磁盤中，可通過(guò)系統(tǒng)工具進(jìn)行查詢。數(shù)據(jù)庫(kù)文件可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)工具或我方的WEB服務(wù)器進(jìn)行查詢。
過(guò)程控制系統(tǒng)為用戶提供工程報(bào)表，質(zhì)量分類報(bào)表，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表等各類報(bào)表，報(bào)表可通過(guò)系統(tǒng)下的工具和IE瀏覽器分別查詢。
2.4.1工程報(bào)表
工程報(bào)表主要以軋件為查詢方式，顯示與模型相關(guān)的設(shè)定及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)軋線模型分類，主要包括粗軋工程報(bào)表、熱卷箱工程報(bào)表、精軋工程報(bào)表、CTC工程報(bào)表、卷取工程報(bào)表。
2.4.2質(zhì)量分類報(bào)表
本系統(tǒng)的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)，二級(jí)跟蹤系統(tǒng)，PDA為依托，以網(wǎng)頁(yè)為表現(xiàn)形式，集質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表查詢和瀏覽功能于一身，結(jié)合PDA曲線，圖文并茂的反映了板坯的各項(xiàng)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。與傳統(tǒng)的大量紙質(zhì)報(bào)表相比，本系統(tǒng)結(jié)合PDA曲線反映帶鋼全長(zhǎng)實(shí)際軋制曲線，操作更簡(jiǎn)單，信息更全面，方式更多樣，適合熱軋電氣，工藝及銷售等各方使用。本系統(tǒng)用三種方式，只需要兩個(gè)簡(jiǎn)單的操作，就可以輕松快速搜索并查看到相應(yīng)的質(zhì)量總計(jì)報(bào)表、精軋寬度報(bào)表、精軋厚度報(bào)表、精軋平直度報(bào)表、精軋凸度報(bào)表和精軋溫度報(bào)表，卷取溫度報(bào)表等報(bào)表信息。
圖: 質(zhì)量報(bào)表構(gòu)架圖
質(zhì)量分類報(bào)表系統(tǒng)包括如下軟件模塊：
●?BKPDA軟件
BKPDA 是一款功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)、分析軟件，包含了數(shù)據(jù)記錄軟件、在線監(jiān)視軟件、離線分析軟件等，既能在線查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又能離線分析數(shù)據(jù)。并具有嚴(yán)格的用戶訪問(wèn)權(quán)限機(jī)制和高效的多任務(wù)模式，最高采樣精度可達(dá)1ms，采用服務(wù)器客戶端模式，以太網(wǎng)內(nèi)任何客戶機(jī)都能連接到服務(wù)器查看實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。
●?BKQDS軟件
質(zhì)量分類程序運(yùn)行在質(zhì)量分類服務(wù)器，基于BKPDA的支持，對(duì)PDA服務(wù)器采集到的過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并統(tǒng)計(jì)質(zhì)量指標(biāo)、繪制質(zhì)量指標(biāo)曲線并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)Web訪問(wèn)的方式查看質(zhì)量分類報(bào)表和指標(biāo)曲線。
●?二級(jí)跟蹤系統(tǒng)
過(guò)程跟蹤系統(tǒng)一般在二級(jí)服務(wù)器下運(yùn)行，將每塊鋼的軋制來(lái)料，成品及過(guò)程數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便BKQUA系統(tǒng)調(diào)用。
●?BKQUA軟件
BKQUA軟件系統(tǒng)需要安裝ORACLE10G數(shù)據(jù)庫(kù)，IIS服務(wù)器，PHP及ASP語(yǔ)言，F(xiàn)LASH播放器；采用服務(wù)器瀏覽器模式，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)質(zhì)量分類報(bào)表。
●?BKEXP軟件
BKEXP軟件系統(tǒng)通過(guò)PHP后臺(tái)函數(shù)，將質(zhì)量分類報(bào)表根據(jù)用戶訂制需求，導(dǎo)出到EXCEL中進(jìn)行保存、打印、查詢。
2.4.3生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表
? ? 過(guò)程控制系統(tǒng)為用戶提供班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)等各類生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表形式，通過(guò)文字、FLASH工具，以各類圖表形式顯示給用戶，并可以通過(guò)BKEXP軟件，導(dǎo)出至EXCEL中進(jìn)行保存，打印等。
2.5人機(jī)界面 (HMI)
L2的人機(jī)界面目前一般與L1的HMI在硬件上合成一個(gè)HMI系統(tǒng)，但各操作臺(tái)設(shè)有L2專用畫面。HMI設(shè)備安裝在各個(gè)操作室和計(jì)算機(jī)室的PC機(jī)。CRT畫面分成顯示畫面和輸入畫面兩種類型 。操作人員通過(guò)顯示畫面了解過(guò)程控制的有關(guān)信息。操作人員通過(guò)輸入畫面和鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入必要的數(shù)據(jù)和命令。畫面的種類和格式在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段確定。
圖: L2 HMI示意圖
HMI系統(tǒng)詳細(xì)信息參見(jiàn)L1 HMI系統(tǒng)。
2.6通用軟件
為了保證用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更好的編程、維護(hù)、管理，二級(jí)過(guò)程系統(tǒng)提供豐富的通用軟件，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.7模擬軋鋼
過(guò)程控制系統(tǒng)提供兩類不同的模擬軋鋼系統(tǒng)。
第一是系統(tǒng)狀態(tài)為模軋狀態(tài)下的模擬軋鋼。該模軋系統(tǒng)只在L2內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行，不與L1系統(tǒng)進(jìn)行通訊，主要測(cè)試二級(jí)系統(tǒng)的跟蹤、時(shí)序、模型設(shè)定。該模軋主要用于離線測(cè)試二級(jí)系統(tǒng)程序。
第二是系統(tǒng)狀態(tài)下為在線狀態(tài)下的模擬軋鋼。該模擬軋鋼系統(tǒng)是在與L1在線通訊的情況下，通過(guò)L1發(fā)送請(qǐng)求，采用下一塊將要出爐的板坯數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬軋制，二級(jí)所有的跟蹤、時(shí)序、模型均正常運(yùn)行，L1所有設(shè)備均按照軋制過(guò)程正常模擬的過(guò)程。該模軋方式主要用于正常生產(chǎn)時(shí)。
2.8節(jié)奏控制
軋制節(jié)奏的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)全線物流的最佳化，用于最大化的提升產(chǎn)量，其為板坯從幾個(gè)加熱爐之一出坯提供操作指導(dǎo)。目的是在精軋機(jī)獲得期望的軋制時(shí)間，同時(shí)避免下游軋機(jī)板坯的碰撞。
軋機(jī)節(jié)奏計(jì)算期望的下塊出爐板坯的出爐時(shí)間，與模型預(yù)測(cè)結(jié)合，測(cè)得的下游軋機(jī)當(dāng)前壓下的過(guò)程時(shí)間。這些計(jì)算在一些重要的過(guò)程點(diǎn)反復(fù)計(jì)算，總是在分析主要的延誤條件、設(shè)備有效性和加熱要求。
根據(jù)預(yù)測(cè)的軋制時(shí)間、精軋期望的軋制時(shí)間、和預(yù)測(cè)的延遲，針對(duì)下塊將要軋制的板坯，軋制節(jié)奏計(jì)算一個(gè)預(yù)測(cè)的加熱爐出坯時(shí)間。在出爐時(shí)間生成之前，出爐延誤可以被修改。出爐延誤的修改是基于實(shí)際的軋制和傳送時(shí)間、軋機(jī)延誤、操作工的操作。