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韓雷 （1972－）男 ,工程師 ,（上海通鑄阿塞克自動化公司，上海 200083）主要從事各類工業自動化控制系統的設計及研發工作。
摘要：文章介紹了以PP41控制設備應用于連鑄機自振式結晶器控制系
統，以及相應的軟件流程。
關鍵詞：PP41；PCC；VIBROMOLD結晶器
Abstract：The paper introduce PP41 device use in VIBROMOLD Mold control system of Continuous caster Machine. It’s expatiate on its program flow
Key words：PP41；PCC；VIBROMOLD Mold
1 引言
PP41是貝加萊公司生產的一款緊湊智能PowerPanel產品，它是集成高性能PLC與數字量 I/O的顯示單元，并且提供文本顯示與高達QVGA分辨率的圖形顯示功能，因此有很高的性價比。且由于貝加萊公司的PCC（可編程計算機控制器）產品的分時多任務設計理念，所以非常適宜使用在對實時性要求很高的控制系統中。鋼鐵廠連鑄機控制系統中使用的液壓伺服自振式結晶器就是要求控制系統有很高的控制實時性，以滿足對結晶器運行軌跡的精確控制，進而生產出高質量的鋼坯。
2 系統概述
液壓伺服自振式結晶器是高拉速下生產優質鋼的靈活工具，能有效的提高連鑄機的性能。與傳統的結晶器振動臺相比液壓伺服自振式結晶器有以下優點：
·傳動重量輕且具有很高的運動精度。
·振幅、振頻、NSR、振動波形等參數可在線調整。
·運行參數在線分析。有事故預報警功能，降低連鑄事故率。
·安裝及維護方便，維護費用低。
控制系統框圖如圖1所示：
圖1 控制系統框圖
其中PP41控制站是整套控制系統的核心，所有的輸入、輸出信號都是由它進行檢測及處理判斷的，每套PP41控制站包括：
(1) Ethernet 通訊卡 3IF681.96；
(2) 混和模擬量輸入、輸出卡 7AM351.70,檢測伺服油缸位移傳感器實際位置信號及發出伺服閥位置控制信號；
(3) 模擬量輸入卡 (4 x 0-20mA) 7AI774.70,檢測實際拉速、油缸壓力 A、油缸壓力 B、伺服閥位置反饋信號；
(4) 板載 10 路數字量輸入,檢測系統啟動、停止、上升、下降、工作方式選擇等開關量信號；
(5) 板載8路數字量輸出,輸出系統運行、停止、故障等指示信號。
計算機控制站通過Ethernet工業以太網與PP41控制站相連，可在計算機控制站上對整套控制系統進行全面的監視及控制，并能記錄諸如歷史運行曲線、歷史故障記錄等信息。
3 控制程序設計
貝加萊PP41控制設備是基于多任務操作的控制系統，因此可以實現實時多任務，用戶可以為自己的程序段設定循環時間。系統提供了五個不同時間及不同優先級的任務等級。這樣在編程時一個復雜的項目可以分成多個獨立的任務來完成，每個任務都有獨立的程序部分，使整個項目結構化，而且每個任務可用最合適的語言建立(貝加萊AS軟件提供了C、Basic、LAD、ST、SFC等多種編程語言），這使得編程變得非常方便快捷，而且由于采用了模塊化程序設計，使整個項目的調試及故障處理變得非常簡單。
鑒于結晶器振動控制系統的特點，控制程序設計時劃分為幾個部分：
（1） 循環運行任務
主要包括：參數設定、頻率計算、報警狀態判斷、模擬量標定、趨勢繪制、通訊參數傳送等。
（2） 定時中斷任務
這是整套控制系統的核心，所有的結晶器運行軌跡都是由它來進行計算和優化的。主要包括：運行軌跡運算、PID控制、PID控制參數優化、AM351 TPU控制等。
（3） 例外任務
檢測各種系統故障，并作出相應的處理
下面以結晶器振動控制中的重要環節，結晶器頻率及波形運算為例介紹程序主要流程。
結晶器頻率計算公式如下：
Frequency= Casting Speed/
［p×Stroke Set point /(NSR Set point ×p /200) × 1000］
其中：Casting Speed為實際拉速；
Stroke Set point為結晶器沖程設定值；
NSR Set point 為結晶器負滑脫率設定值。
程序流程圖如圖2所示：
圖2 程序流程圖
4 監控畫面
在現代的自動化控制系統中，友好的計算機監控界面是必不可少的，它可以極大的提高整套系統的可操作性及易用性，一般計算機工作站監控軟件使用組態軟件如：iFix、WINCC、RSVIEW32等，此類軟件使用方便，功能強大，開發周期短。組態工作完成后可進入實時運行狀態，可對PLC參數進行讀寫，可將系統變量參數及運行狀態以文本和各種形式的圖形畫面（棒形圖、趨勢圖、自由格式畫面等形式）通過CRT顯示出來，供現場操作人員監視，現場操作人員根據實際情況可通過鍵盤進行畫面選擇，非常方便地對生產過程進行控制。
監控畫面應包括：參數設定畫面、系統狀態畫面、結晶器遠程操作畫面、趨勢圖畫面、報警畫面等。如圖3所示。
圖3 監控畫面示意圖
5 結束語
由于貝加萊PP41控制設備可實現分時多任務控制，很好的滿足了對實時性要求很高的控制系統的要求，使得整套控制系統有很高的性價比及可操作性。
參考文獻
[1]齊蓉.可編程計算機控制器原理及應用[M]. 西北工業大學出版社, 2002.
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號