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圖1  主干示意圖

3  方案的確定

3.1  在明確程序設(shè)計方案前，首先要明確B/C模式軋鋼的概念。

    (1)  C模式軋鋼：也稱系統(tǒng)自動軋鋼模式。在此操作模式下，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)（一級）所有的功能將被激活。二級計算機提供軋制規(guī)程參數(shù)設(shè)定值。在檢查該參數(shù)表數(shù)值的合理性后基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)根據(jù)“主控”系統(tǒng)物料跟蹤信號來獲取該數(shù)據(jù)，并將其分散傳輸給其它基礎(chǔ)自動化子系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)的控制。
    (2)  B模式軋鋼: 也稱系統(tǒng)半自動軋鋼模式軋鋼。在自動軋制模式下，一級主控對一級、二級之間的通訊進行監(jiān)控。如果在軋制過程中出現(xiàn)一、二級之間的通訊故障，二級計算機死機或某一進程沒有被激活，則系統(tǒng)馬上自動切換到“B模式”。在“B模式”下，一級自動關(guān)閉與二級之間的數(shù)據(jù)通訊，一級主控所引用的“Pass Schedule Data（軋制規(guī)程參數(shù)）”設(shè)定值來自一級內(nèi)部的特定存儲區(qū)，該存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)來自一級內(nèi)的預(yù)存值或來自于“HMI”，其它基礎(chǔ)自動化的功能均能實現(xiàn)。

3.2  基本方案的確定。

    根據(jù)“B模式”的概念，在此設(shè)計了四個特定的存儲區(qū)，分別稱為“C Buffer”、“B Buffer”、“Actual Buffer”、“Archive”。其中前三個在一級主控內(nèi)，最后一個在“HMI”內(nèi)。“C Buffer”的功能是在一級與二級通訊正常的情況下，從二級獲得數(shù)據(jù)之后傳給“Actual Buffer”；“B Buffer”的功能是當(dāng)系統(tǒng)切到“B模式”時為一級主控提供軋制規(guī)程參數(shù)；“Archive”的功能是暫時存儲操作人員通過“HMI”輸入的軋制規(guī)程參數(shù)；“Actual Buffer”的作用是匯集數(shù)據(jù)并分散傳給各子機架實現(xiàn)系統(tǒng)控制。
    筆者根據(jù)邯鋼連鑄連軋廠的實際要求先后開發(fā)出了三種模式。
    第一種：普通“B 模式”軋鋼，即只能軋制當(dāng)前規(guī)格的帶鋼；
    第二種：“3.0mmB模式”軋鋼；第三種：從“HMI”的“Pass Schedule”對話框內(nèi)直接輸入數(shù)據(jù)。前兩種的軋制參數(shù)是經(jīng)過二級計算優(yōu)化后的該規(guī)格的最優(yōu)參數(shù)值。之所以開發(fā)出第二種，主要是因為客戶對“3.0mm”的需求量最大。當(dāng)二級一時不能恢復(fù)正常，且當(dāng)前規(guī)格的計劃已軋完后的一種應(yīng)急措施。
    第三種方式的軋制參數(shù)是經(jīng)驗值而非最優(yōu)值，是用在“3.0 mm”規(guī)格軋完后的一種補充。
    圖2為該控制功能實現(xiàn)的信號流程圖及其觸發(fā)條件，通過下述解釋能夠較詳盡的了解實現(xiàn)該控制功能的設(shè)計方案。

圖2  信號流程圖及其觸發(fā)條件

    1：根據(jù)物料跟蹤，當(dāng)精軋入口“HMD（熱金屬探測儀）”感光時，一級向二級發(fā)出數(shù)據(jù)請求信號，二級向一級下傳軋制參數(shù)；
    2：一/二級通訊正常且系統(tǒng)選擇為“C模式” ，當(dāng)一級判斷得到新數(shù)據(jù)后，向“Actual Buffer”傳輸數(shù)據(jù)；
    3：在“C模式”下，如果軋機內(nèi)空載，“Actual Buffer”獲得數(shù)據(jù)后，直接下傳給子機架；
    4：在“3.0mmB模式”或通過“HMI”輸入數(shù)據(jù)的“B模式”軋鋼的情況下，如果軋機內(nèi)空載，則“Actual Buffer”獲得數(shù)據(jù)后，直接下傳給子機架并生成“New data recived”信號；
    5：當(dāng)一/二級之間通訊正常，系統(tǒng)正常軋鋼時，軋機每軋一塊板坯，“Actual Buffer”內(nèi)數(shù)據(jù)寫入“B Buffer”一次，直至板坯厚度H≤3.0mm為止；
    6：在普通“B模式”軋鋼的模式下，“Actual Buffer”內(nèi)的數(shù)據(jù)保持不變。按下系統(tǒng)出現(xiàn)通訊故障時自動彈起的“Discharge Enable”按鈕后，系統(tǒng)自動生成“New Data Received”信號，并自動出鋼；
    7：在系統(tǒng)切換到“3.0mmB模式”或從“HMI”輸入數(shù)據(jù)的“B 模式”并且數(shù)據(jù)已寫入到“B Buffer”后，在“HMI”畫面中打開“Interlock”畫面，按下“Confirm Setup”按鈕，如果軋機內(nèi)空載，則“B Buffer”內(nèi)鎖存的H≥3.0mm并且最接近于3.0mm的板坯的參數(shù)或來自“Archive”中的參數(shù)，將寫入到“Actual Buffer”內(nèi)；
    8：一/二級通訊中斷恢復(fù)，系統(tǒng)切回“C模式”并從 “LevelⅡ”通過“C Buffer”向“Actual Buffer”傳輸數(shù)據(jù)，但發(fā)現(xiàn)由于二級的原因傳輸?shù)臄?shù)據(jù)又出現(xiàn)問題時，可返回“B模式”并按下“Confirm setup”按鈕，再將“B Buffer”內(nèi)鎖存的數(shù)據(jù)直接傳入到“Actual Buffer”內(nèi)；
    9：在“B模式”下，軋鋼操作人員可手動輸入修改軋制參數(shù)表。先按“Store”按鈕，將數(shù)據(jù)存儲在“HMI”中的“Archive”中。再按“Take over”按鈕，將數(shù)據(jù)寫入到主控中的“B Buffer”內(nèi)。

4  軟件設(shè)計

4.1  正常軋鋼期間“B Buffer”數(shù)據(jù)的生成（如圖3所示）。

圖3  正常軋鋼期間“B Buffer”數(shù)據(jù)的生成

    A11：軋機系統(tǒng)是否工作在“C模式”下；
    B11：1# 或2# 卷取機是否已加載；
    C11：“Actual Buffer”內(nèi)的軋制數(shù)據(jù)的厚度值是否≥3.0mm；
    D11：將“Actual Buffer”內(nèi)的軋制參數(shù)寫入到“B Buffer”內(nèi)。

4.2  “B模式” 軋鋼的主干程序流程圖（如圖4所示）。

    A1：一/二級之間是否出現(xiàn)通訊故障；
    B1：系統(tǒng)是否為“C模式”；
    C1：系統(tǒng)自動切換成“B模式”；
    D1：在“HMI”的“Alarm”信息條中顯示故障信息；
    E1：“Discharge Enable”按鈕自動彈起，系統(tǒng)停止出鋼；

圖4  “B模式” 軋鋼的主干程序流程圖

    F1：封鎖由于一/二級通訊故障而引起的系統(tǒng)不就緒信號；
    A2：系統(tǒng)是否手動由“C模式”轉(zhuǎn)化為“B模式”；
    B2：“Discharge Enable”軋鋼使能按鈕彈起；
    C2：封鎖可能產(chǎn)生的由于一/二級通訊故障而引起的系統(tǒng)不就緒信號；
    B3：系統(tǒng)是否為“B模式”；
    C3：判斷系統(tǒng)被切換成：“普通B模式”，“3.0mmB模式”，還是從“HMI”內(nèi)直接輸入數(shù)據(jù)的“B模式”；
    D3：打開“HMI”中對應(yīng)的“Pass Schedule”軋制參數(shù)對話框，輸入軋制參數(shù)，按下“Modify”按鈕修改參數(shù)；
    E3：按下“Store”按鈕，將數(shù)據(jù)存儲在“HMI”的“Archive”中；
    F3：按下“Take over”按鈕，將數(shù)據(jù)傳入一級的“B Buffer”內(nèi)；
    G3：軋機是否還在軋鋼；
    H3：按下“Confirm Setup”按鈕將“B Buffer”內(nèi)的數(shù)據(jù)寫入“Actual Buffer”內(nèi)；
    I3：將“Actual Buffer”內(nèi)數(shù)據(jù)寫入各子機架；
    J3：系統(tǒng)產(chǎn)生“New Data Received”信號，用于聯(lián)鎖系統(tǒng)具備出鋼條件的信號；
    K3：系統(tǒng)一/二級通訊故障是否消失；
    L3：系統(tǒng)其它狀態(tài)是否滿足系統(tǒng)出鋼條件；    
    M3：“Discharge Enable”按鈕是否按下；
    N3：系統(tǒng)出鋼；
    B4：執(zhí)行系統(tǒng)手動模式程序；
    C4：“Actual Buffer”內(nèi)數(shù)據(jù)鎖存上塊帶鋼的值，不再重新向子機架內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)；
    K4：是否系統(tǒng)被手動由“B模式”切回到“C模式”；
    L4：是否有操作模式發(fā)生變化；
    M4：是否有操作模式發(fā)生變化；
    K5：清空“New Data Received”聯(lián)鎖信號；
    L5：系統(tǒng)屏蔽掉的對二級通訊故障實行聯(lián)鎖的信號激活；    
    M5：操作人員手動從二級向一級傳入?yún)?shù)；
    N5：參數(shù)經(jīng)由“C Buffer”，“Actual Buffer”寫入到子機架；
    O5：系統(tǒng)生成“New Data Received”信號。

5  系統(tǒng)的主要硬件與軟件組成

    本系統(tǒng)的二級采用DEC PC 1200（小型計算機）；SWITCH（交換機），采用的是Super Stack Ⅱ 1000；“HMI”采用的是工業(yè)PC機；精軋主控使用的SIMADYN D系統(tǒng)，其采用的是框架式結(jié)構(gòu)，其主處理器為PM5，中間狀態(tài)存儲器為MM4，SD系統(tǒng)與交換機實現(xiàn)通訊的通訊板為CSH11，與子機架之間的通訊采用的是CSH14模板；子機架也是SD系統(tǒng)，其與主控通訊采用的通訊模板為CSH22，子機架與ET200通訊采用的通訊模板為SS52；ET200站采用的是S5模板系列。
“HMI”采用“COROS”畫面編程軟件，其操作系統(tǒng)為“WIN 95”；“SD”系統(tǒng)內(nèi)的程序采用“STRUC G”工程編程軟件，其操作系統(tǒng)為“UNIX”。

6  結(jié)語

    通過對“B 模式”軋鋼程序的設(shè)計開發(fā)，實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，使邯鋼的CSP線不再因為二級故障而引起連鑄區(qū)停澆，僅此一項每年可為連鑄連軋廠降低成本300多萬元。