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1、第 27卷? 第 3期 2005 年 6 月四川冶金 Sichuan MetallurgyVol. 27? No. 3 June, 2005? ? 连续酸洗生产线钢卷数据跟踪的HMI 设计江翠萍( 四川攀枝花钢铁集团公司冷轧厂)?摘? 要? ? 阐述了在酸轧联机后连续酸洗生产线的钢卷数据跟踪的设计, 分别从 HM I- INTOUCH 软件的选用、 生产线 AB 区数据跟踪的实现、 动画实现的意义及 HMI 在机组上的成功应用逐一介绍。?关键词? ? 酸轧联机? HMI ? CLX? INTOUCH? 钢卷数据跟踪HMI DESIGN ON THE COIL DATA TRACKING OF
2、THE CONTINUOUS PICKLING LINEJiang Cuiping( Cold Strip Mill of Panzhihua Iron & Steel( Group) Co. Sichuan)Abstract ? T his article expatiates upon the coil data tracking of the continuous Pickling Line afterthe adoption of the Pickling -Rolling Combination Line, including the choice of the HMI -INT O
3、UCHsoftware, the fulfillment of the data tracking in the AB -zone of the production line, the significance of the application of animation as well as the successful application of the HMI on the machine unit.Key words ? pickling -rolling combination line,HMI, CLX, INTOUCH, coil data tracking1? 概述在类似
4、酸轧联机生产线中, 钢卷数据跟踪是一个对产品的生产管理和产品质量具有重要意义的功 能。钢卷数据跟踪的含义是指在生产中, 从钢卷进入生产线开始, 到钢卷完成处理的全过程中对钢卷的位置、 处理过程、 处理设置、 钢卷的物理参数、 生产参数等钢卷参数进行全面的监控。 在冷轧酸洗机组中, 原有的钢卷跟踪仅限于单机分区域的画面显示, 人工手动输入钢卷数据并填写钢卷跟踪卡对钢卷进行跟踪。经与轧机联机改造 后, 酸洗入口段不再需要进行手动输入钢卷数据, 钢卷数据将从ABB 二级系统直接自动传送到酸洗入口, 在监控画面上分为两段, 前一段从酸洗入口 10# 步进梁到开卷机( A 区) , 后一段从焊机到 5#
5、 张 紧辊( B 区) 。该区域的钢卷数据跟踪主要由 Con -trollogix( CLX) 控制系统和 INTOUCH 组态软件实现的上位监控画面( HMI) 来实现钢卷数据的全过程自动跟踪。2? INTOUCH 组态软件的特点InT ouch 组态软件是美国 Wonderware 公司开发的世界上第一个集成的、 基于组件的 MMI 系统 ? FactorySuite 2000 中的一个核心组件。它具有世界领先的HMI 和面向对象的图形开发环境, 便于高效、 快捷地配置用户的应用程序。目前, 有很多工控组态软件, 如 InTouch、 iFix、 LabView, 国产的有? 组 态王?、
6、 ? 世纪星?等。InT ouch 和这些软件相比: 1)在性能上, 运行效率比较高。目前世界上有 12 万套以上的 InTouch 系统在运行, 因而该软件的可靠性 和稳定性是非常高的。2) 最大限度的开放性。并带有数据库功能。3) InTouch 支持微软的各种网络,组网非常简单。4) InTouch 提供了各种强大功能,有多种绘图工具和丰富的图形库, 可以做出非常易 于操作和漂亮的画面。它在报警和历史趋势方面的功能, 极大地方便了对系统的监控, 易使用和掌握。经过与国内外监控软件的对比, 选用 INTOUCH 组态软件实现连续酸轧机组的上位监控画面可以为机组提供一个完全、 准确和最有效的
7、生产条件。3? A 区的卷跟踪3?1? A 区钢卷跟踪简述 从 10# 步进梁到开卷机, 在监控画面上是通过A6 -Entry Coil data table 画面提供人机接口。每一卷钢卷在生产过程中都有一个唯一的识别号 ID, 每 个 ID 都代表了一卷钢卷, 钢卷参数记录在一组数据中, 每组数据都和一个 ID 相联系。从10# 步进梁到开卷机, 钢卷有 7 个静止位置, 在 CLX 和 HMI 中均针对这些位置开辟了数据 区以记录在该位置的钢卷数据。3?2? A 区涉及跟踪的主要钢卷参数及辅助信号 酸洗段的钢卷跟踪是从 10# 步进梁开始, 当接近开关检测到有钢卷到达 10# 步进梁时,
8、对该钢卷的跟踪开始。CLX 向二级申请并接受钢卷数据并向HMI 提供其所需的 10 个主要参数, 这 10 个主要 参数是:表 1A 区 HMI 主要钢卷参数序号内容描述变量名备注 1Coil identification No.钢卷 ID*-IDI 2Strip width带钢宽度*-WIDT HI 3Strip thickness带钢厚度*-THICKNESSI 4Strip weight钢卷重量*-WEIGHTI 5Param.T abel F. Pickling 酸洗参数*-PARA-NRI 6Yield Strength焊接力*-YIELD-STRI 7T rimming是否剪切*-
9、T RIMMD 8T rimming width剪切宽度*-TRIMM-WIDTHI 9Elongation延展率*-ELONGAT IONI 10Steel Grade钢卷等级*-STEEL-GRI 11ST RETCH是否延展-ST RETCH -YND表 2A 区 HMI 钢卷跟踪辅助信号序号内容描述变量名备注 1修改确认信号-ACKI 2数据传送信号-TI 3可视-VISI 4钢卷向下线传送信号-LowLineI 5钢卷向上线传送信号-UPLineI 6A 区手动/ 自动切换-MANI 7Memory 数据区-INTI/ D3?3? 变量名命名结构图 1? A 区钢卷跟踪 HMI 变量
10、命名结构3?4? A 区钢卷跟踪在HMI 上的数据流程在 A 区, 钢卷跟踪的数据流程见图 2。图 2? A 区钢卷跟踪 HMI 上数据流程图3?5? HMI 与 CLX 的数据交换在 A 区的钢卷跟踪中, HMI 与 CLX 有密切的数据交换关系, 在 A 区的跟踪以 HMI 为主, B 区的 跟踪以 CLX 为主。在 A 区的钢卷跟踪中, 数据的确认和修改均在 HMI 中完成, CLX 开辟相应的数据区域对数据的存储, 数据内容以 CLX 数据区域中的数据为准, HMI 对 CLX 各数据区域中的数据进 行修改, 比较, 移动等操作。自动模式下, HMI 数据的移动根据现场设备的信号, 手
11、动模式, 数据的移动根据 HMI 上的操作。HMI 和 CLX 数据交换的关 系见图 3。图 3? A 区HMI 与 CLX 的数据交换?36?四川冶金? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第 27卷? ? 粗线为自动模式下的流程关系, 细线为手动模 式下的流程关系, 实线部分是数据的实际传输方向,虚线为可能的数据传输方向或示意。如图 3 所示, 实际上针对各个位置, 在 CLX 和 HMI 中均各自开 辟了相同的数据区域, 以HMI 为主对 CLX 和 HMI 中的数据区域进行操作, 完成钢卷数据跟踪的功能。 3?6? 钢卷数据的修改 在具备相应权限后,
12、 可以对钢卷数据进行修改。 由图 3 可见, 在 A 区的跟踪中, CLX 与 HMI 相应位置的数据需保持一致, 在HMI 上对钢卷数据进行修 改后, 需及时刷新 CLX 中的相应内容。 在A6 画面中建立了一个窗口脚本, 该脚本的 功能是在窗口打开期间, 每隔 1 秒检测一次钢卷数 据是否发生变化。HMI 的钢卷数据是保存在变量 名最后为-Int 的内存型变量中, 从 CLX 相应区域 读来的变量保存在 IO 型变量中。画面显示是使用的内存型变量, 该变量可读可写。一旦对数据内容 进行修改, 脚本将检测到内存型变量与 IO 型变量 不同, 产生一个名为*-ACK-Int 的内存型开关信号,
13、 以该信号触发 ACK 按钮闪烁, 提示操作人员钢 卷数据已进行了修改。操作人员修改后, 需按 ACK按钮进行确认, 按下该按钮, 修改生效, 产生一个 *-ACK 的 I/ O 开关信号, 通知 CLX 数据进行了修改,HMI 数据区的数据写到 CLX 相应的数据区, 完 成修改操作。4? B 区的钢卷跟踪4?1? B 区的钢卷跟踪简述 HMI 上, A 区的钢卷跟踪从 10# 步进梁开始, 到开卷机结束。在 A 区开卷机 ACK 按钮确认的参 数将送到 CLX, 开始 B 区的钢卷跟踪。B 区的钢卷跟踪以 CLX 为主, 对 HMI 来说主要是显示 CLX 的 跟踪结果数据, 及时、 准确
14、的显示带钢在生产线内的 参数及状态是 HMI 参与 B 区钢卷跟踪的主要任 务。在 B 区, 与跟踪有关的参数主要是带钢的识别 号、 宽度、 厚度和是否切边, 另外, 还有控制显示的颜 色代码和各位段的长度信息。 B 区的跟踪结果显示在 M1?1 画面中。图 4? M?1 画面? ? 该画面有两个区域显示跟踪内容。一部分在画 面下部, 显示相应颜色所代表的带钢的主要参数, 另 一部分在画面中部整个生产线的示意图中, 以动画 显示带钢的实时状态及位置。4?2? B 区主要钢卷参数的显示 在 M1?1 画面的下部有显示钢卷主要参数内 容, 见图 5。图 5? 钢卷跟踪 B区主要钢卷数据显示?37?
15、第 3 期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Sichuan Metallurgy? ? 在 B 区, 最多不会超过 7 个钢卷同时在生产线内。使用了 7种颜色来表示不同的钢卷。从焊机出来, 每一个钢卷由 CLX 赋予一个颜色代码, 其参数数据和颜色代码捆绑在一起, 在线内不再发生变化。 不同的颜色代码由上述的 7 种颜色在生产线内表示。若线内的钢卷数量小于 7 个, 则为表示钢卷的颜色及其代表的内容将不可见。所以在程序中开辟 了7 组内存变量来存放上述的几种钢卷主要参数,并用数据改变脚本和间接变量来控制数据的读取。使用间接变量可以用最小的代码量实现所需
16、要的功能。该部分显示使用了三个脚本程序来实现。 脚本程序以间接变量的方式通过颜色代码号轮流从上、 下线A 区的开卷机数据区域内将数据读到该组数据区内。同时也用来将未参与线内显示的颜 色的那一组数据清零, 并使该颜色行及其数据不可见。5? 动画实现带钢传输画面的意义在连续生产线中, 带钢传输画面是一个非常重要的画面, 该画面显示了整个生产线完整的带钢传输情况及生产线上所有重要的驱动和带钢状态值及 相关的参数( 张力、 速度、 卷径, 位置, 自动功能状态) 。在酸洗原有的画面中, 该部分用一个示意图来表示, 不是很直观, 在上面只能了解到生产线的结构、 活套填充度及主要设备的状态参数, 而对带钢在 线内的状态不能很好的表达。在联机后, 新增了用动画显示带钢传输的功能, 动画的实现利用了 In -touch 的现有工具和功能, 结合钢卷跟踪 B 区 CLX跟踪结果的数据结构。可以直观的了解到线内的钢卷数量、 每卷钢卷在线内的位置、 活套填充情况、 焊 缝位置、 钢卷的主要物理参数等重要信息, 使 HMI更好的实现上位监控的功能。6? 钢卷数据跟踪在HMI 上的应用酸轧联机改造后,
