【正文】 圖 數(shù)據(jù)正反向傳送的規(guī)則 L3 決定軋制計劃后，產(chǎn)生裝入順序，在計劃開始執(zhí)行前一段時間將 PDI 數(shù)據(jù)共 43 頁。根據(jù) L3 的板坯去向指令，如果直接裝爐，則將板坯送至爐前核對輥道，在板坯進行爐前核對后送至加熱爐前。共 43 頁 第 20 頁 上料控制 板坯從連鑄到達輥道 G1 或 G2 后，接收 L3 核對板坯后的板坯去向指令，開始板坯的跟蹤。 裝爐側(cè)電氣控制裝爐側(cè)的主要功能是將板坯送入加熱爐，在這個過程中需要對板坯進行長度方向的質(zhì)量、長度和溫度測量。如果需要禁止某一吊車運行，將畫面上相應(yīng)的“G1 吊運”或“G2 吊運”選為“禁止”即可。待板坯吊離后 G 輥道鎖定請求取消，同時 G 輥道上板坯映像自動刪除。平時小吊車等待在 G 輥道上方并向 G 輥道發(fā)送吊運請求，此時畫面上“小吊車取料”閃爍不可見。自動運行時需要將操作臺上“操作方式”選為“自動”并按亮“小吊車自動 On”按鈕。填寫 0 則是不分配板坯去向，小吊車吊至 AA2 輥道后將由 SYC 分配板坯去向。去向 AHHHHH10 輥道分別對應(yīng)數(shù)字 111120。如遇到板坯無法定位或需要手動調(diào)整定位，可通過點擊“完成”按鈕人工發(fā)送定位完成信號。板坯進入 G1 輥道時優(yōu)先送至 G2 輥道定位。連鑄請求送料時， “連鑄請求送坯”指示燈變綠。如果 SYC 下發(fā)了板坯信息，還需要手動恢復(fù)板坯信息。遇到板坯翹曲無法上料的情況，操作員若用后面的板坯頂走前面的板坯，會引起輥道上跟蹤錯誤。若板坯位置滿足稱重條件，點擊“超時”按鈕即可手動確認定位，繼續(xù)進行下一步稱重動作。 A9 輥道定位完成時，旁邊的“定位”按鈕會顯示綠色。待吊車卸下板坯離開輥道上方區(qū)域后解鎖該輥道，板坯自動高速向 A9 輥道運行。點擊 “輥道模式選擇”按鈕會彈出“輥道模式選擇（板坯庫） ”畫面，可以選擇輥道手/自動模式。 根據(jù)操作箱的設(shè)置，A1～A2 輥道、AD 輥道，AZ 轉(zhuǎn)盤、D1～D3 輥道在 A 線 AOC1 操作箱上操作，合用一個自動命令，A3～A9 輥道在 A 線 AOC2 操作箱上操作，H1～H10 輥道、HZ 轉(zhuǎn)盤在 H 線操作箱上操作。H 線輥道為卸料輥道，主要用來收料和轉(zhuǎn)庫，D 線為連接輥道，G 線為連鑄運輸輥道。 板坯庫的電氣控制 板坯庫輥道操作原則同加熱爐輥道。 在正常生產(chǎn)時采用“自動方式”進行生產(chǎn)。由人工設(shè)定 PLC 的控制基準進行控制或采用硬手動進行控制，這種控制方式一般用于維修或設(shè)備故障時進行操作。部分單體設(shè)備自動地完成其自身的工作順序、設(shè)備之間的聯(lián)鎖關(guān)系，運行的啟動指令由人工給定，其控制通過基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)完成。這是一種正常的控制方式。 加熱爐電控的操作方式 加熱爐電控的操作方式有： 自動方式：簡稱 ACC 模式。因此各設(shè)備的控制既是獨立的，又是緊密相關(guān)的。其次簡單介紹了過程自動化系統(tǒng)（L2 級）的硬件配置和計算機系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺。上位機是編寫 PLC 程序以及監(jiān)控溫度的變化。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)遠程編程。編程設(shè)備：S7300 使用安裝了編程軟件 STEP7 的個人計算機作為編程設(shè)備，在計算機屏幕上直接生成和編輯各種文本程序或圖形程序，可以實現(xiàn)不同編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換。通信處理器：通信處理器用于 PLC 之間、PLC 與遠程 I/O 之間、PLC 與計算機和其他智能設(shè)備之間的通信，可以將 PLC 接入 MPI、PROFIBUSDP、ASi 和工業(yè)以太網(wǎng)，或者用于點對點通信。接口模塊：CPU 模塊所在的機架稱為中央機架，如果一個機架不能容納全部模塊，可以增設(shè)一個或多個擴展機架。功能模塊：為了增強 PLC 的功能，擴大應(yīng)用領(lǐng)域，減輕 CPU 的負擔，PLC 廠家開發(fā)了各種各樣的功能模塊。開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設(shè)備，模擬量輸出模塊用來控制電動調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行器。信號模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和 CPU 模塊的橋梁。在 PLC 控制系統(tǒng)中，CPU 模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出，模塊中的存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)。圖 是 PLC 控制系統(tǒng)的示意圖。S7300 模塊式 PLC，主要由機架、CPU 模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝的機架上。這里我們主要介紹的是西門子 S7300，S7300 屬于模塊式 PLC。 圖 電加熱爐溫度控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用實例 PLC 的基本概念可編程序控制器簡稱為 PLC，它的應(yīng)用面廣、功能強大、使用方便，已經(jīng)成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一。該系統(tǒng)的 PID 控制器一般采用 PLC 提供的專用模塊（本系統(tǒng)采用 FB58 模塊） ，也可以采用編程的方法（如PLC 編程、高級語言編程或組態(tài)軟件編程等）生成一個數(shù)字 PID 控制器。PID 就是應(yīng)用最廣泛的閉環(huán)控制器。一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負反饋，又稱負反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)(Closedloop Control System)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出,形成一個或多個閉環(huán)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)特點控制系統(tǒng)一般包括開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項” ，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免被控量的嚴重超調(diào)。其原因是由于存在有較大的慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。（3）微分（D）控制在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大，使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項” 。共 43 頁 第 14 頁（2）積分（I）控制在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時,最適合采用 PID 控制技術(shù)。 PID 控制器基本概念PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量來進行控制。既加熱爐 溫度控制得到實現(xiàn)。 加熱爐溫度控制系統(tǒng) 系統(tǒng)工作原理 加熱爐 溫度控制系統(tǒng)基本構(gòu)成如圖 所示，它由 PLC 主控系統(tǒng)、固態(tài)繼電器、加熱爐、溫度傳感器等 4 個部分組成。服務(wù)器端應(yīng)用軟件的開發(fā)工具采用Microsoft Visual ，數(shù)據(jù)存儲采用 Oracle 數(shù)據(jù)庫。HMI 是與 L1 共用。操作員終端主要用于生產(chǎn)控制和板坯的跟蹤管理。 ） 、操作員客戶機和網(wǎng)絡(luò)打印機組成。同時，它支持通過 ODBC 訪問各種類型的數(shù)據(jù)庫，便于系統(tǒng)的綜合管理。 ④數(shù)據(jù)庫功能。 ③它具有強大的網(wǎng)絡(luò)功能，通過傳統(tǒng)的 DDE 和擴展的 Net DDE 的方式，可與本機和其它計算機中的應(yīng)用程序?qū)崟r交換數(shù)據(jù)。甚至，也可以利用第三方 Server。其中, 快速 DDE 兼容微軟的 DDE，因此許多Win95/98/NT 下運行的軟件都可以與 In Touch 直接通訊。 ②最大限度的開放性。 Wonder ware In Touch 和其它人機界面軟件相比，主要特點是： ①經(jīng)過了完備的測試和運行考驗。Window Viewer 則是一種運行時環(huán)境，用于顯示在 Window Maker 中創(chuàng)建的圖形窗口。Window Maker 是一種開發(fā)環(huán)境，在其中可以使用面向?qū)ο蟮膱D形來創(chuàng)建富于動感的觸控式顯示窗口。它也可以用于將 Window Viewer 配置成服務(wù)、為基于客戶端和基于服務(wù)器的架構(gòu)配置“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)”(NAD)，以共 43 頁 第 12 頁及配置“動態(tài)分辨率轉(zhuǎn)換”(DRC)。In Touch 包含三個主要程序，它們分別是“In Touch 應(yīng)用程序管理器、 ”Window Maker 以及 Window Viewer。它為工程師提供了一種易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，使工程師能夠快速地建立、測試和部署強大的連接和傳遞實時信息的自動化應(yīng)用。世界第一家推出組態(tài)軟件的公司。HMI 數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)采用 Windows Server2022，開發(fā)軟件為 Wonder ware 公司的 In touch。操作站的主要功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、參數(shù)設(shè)定、板坯跟蹤顯示、運轉(zhuǎn)監(jiān)控（包括含運轉(zhuǎn)準備） 、設(shè)備模擬顯示、事件記錄、輔助設(shè)備操作。PLC主站均設(shè)置在加熱爐出口側(cè)控制室內(nèi)?；A(chǔ)自動化控制系統(tǒng)（L1 級）與二級計算機（L2 級）通過以太網(wǎng)進行通訊。入爐操作室設(shè)置 2 套 HMI 操作站。設(shè)置 2 臺加熱爐區(qū) HMI 服務(wù)器，安裝在基礎(chǔ)自動化室內(nèi)。 操作站及遠程 I/O 操作站采用服務(wù)器/客戶端結(jié)構(gòu)，服務(wù)器和客戶端之間采用 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)連接。輥道 PLC 主要完成對爐前輥道、爐后輥道的設(shè)備控制。共 43 頁 第 11 頁加熱爐電控 PLC 系統(tǒng)主要控制裝鋼機、出鋼機、裝料爐門、出料爐門、步進梁、液壓站等設(shè)備的各種信號、數(shù)據(jù)的采集，輸入輸出信號的變換、處理、顯示聯(lián)鎖報警、邏輯控制等功能。 PLC010：板坯庫輥道控制。 PLC08： 4 號爐溫度、壓力、流量控制，汽化冷卻系統(tǒng)監(jiān)控。 PLC06： 3 號爐溫度、壓力、流量控制，汽化冷卻系統(tǒng)監(jiān)控。 PLC04： 2 號爐溫度、壓力、流量控制，汽化冷卻系統(tǒng)監(jiān)控。 PLC02： 1 號爐溫度、壓力、流量控制，汽化冷卻系統(tǒng)監(jiān)控。PLC 裝置設(shè)主站和遠程 I/O 站，主站內(nèi)配置 CPU 模塊，通信模塊和 I/O 接口模塊，遠程站內(nèi)配置通信模塊，遠程 I/O 接口模塊，主站和遠程 I/O 站之間采用 profibus 現(xiàn)場總線通信，如通信距離大于 150m 則采用光纜。I/O 量考慮 15%備用量，每臺 PLC 中每種 I/O 點至少備用 1 點，重要的輸出點采用隔離方式。 加熱爐基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)（L1） 主機及 PLC 基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)（L1 級）采用美國 GE PLC 的 和i7RXPACSystemTMVersa Max 分布式 I/O 用于加熱爐電氣、儀表控制系統(tǒng)。L1 級：即電控和儀控系統(tǒng)，主要完成加熱爐區(qū)的順控、裝出鋼機的 APC 控制、步進梁控制、板坯的定位控制和坯料跟蹤、汽化冷卻系統(tǒng)、板坯稱的設(shè)備控制、液壓站的設(shè)備控制、加熱爐燃燒控制、介質(zhì)的測量和控制等。汽化冷卻系統(tǒng)從循環(huán)泵的控制、給水泵的控制、軟水泵的控制等介紹其電氣控制；從汽包水位調(diào)節(jié)、汽包壓力控制、除氧器水位調(diào)節(jié)、除氧器壓力控制、軟水箱水位調(diào)節(jié)等介紹其儀表控制。 本章小結(jié)本章詳細介紹了加熱爐的本體系統(tǒng)和汽化冷卻系統(tǒng)的電氣控制及其儀表控制。 軟水箱水位調(diào)節(jié) 由軟水箱進水流量調(diào)節(jié)閥進行軟水箱水位自動調(diào)節(jié)。 除氧器壓力控制 檢測除氧器壓力，將此作為除氧器壓力指示調(diào)節(jié)計的輸入信號。 汽包壓力控制 檢測汽包壓力，將此作為汽包壓力指示調(diào)節(jié)計的輸入信號，以保持汽包壓力固定在一定范圍之內(nèi)。 停止控制條件：停機聯(lián)鎖關(guān)系滿足或停止條件滿足后點擊停止按鈕。 軟水泵的控制 控制方式：就地；集中手動。 啟動控制條件：啟動聯(lián)鎖關(guān)系滿足后，點擊啟動按鈕。 停止控制條件：停機聯(lián)鎖關(guān)系滿足或停止條件滿足后點擊停止按鈕。 汽化冷卻系統(tǒng)電氣控制 循環(huán)泵的控制 控制方式：就地；集中手動。根據(jù)各段煤氣流量，調(diào)整各段空氣流量調(diào)節(jié)閥，使空氣量與煤氣量匹配。 爐膛溫度調(diào)節(jié) 通過各段的煤氣流量調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)。換向周期調(diào)試時確定。 時間換向：正常換向都是時間換向，一個換向周期分四段：燃燒時間、燃燒停止時間、排煙時間、排煙停止時間。 排煙關(guān)閉：關(guān)閉空、煤氣排煙電磁閥，空、煤氣排煙快切閥同時關(guān)閉，快切閥共 43 頁 第 8 頁開關(guān)時間一般為 1s，正常有開到位信號，開關(guān)時間超過 2s 沒有開到位信號，則報警。 （3）排煙周期 排煙狀態(tài)：確認燃燒快切閥處于關(guān)閉狀態(tài)。 燃燒關(guān)閉：關(guān)閉空、煤氣電磁閥，空、煤氣快切閥同時關(guān)閉，快切閥開關(guān)時間一般為 1s，正常有開到位信號，開關(guān)時間超過 2s 沒有開到位信號，則報警。 換向過程： （1）開始狀態(tài)，所有快切閥狀態(tài)為關(guān)，有關(guān)到位信號；壓缸驅(qū)動， （2）燃燒周期 燃燒狀態(tài)：確認排煙快切閥處于關(guān)閉狀態(tài)。 蓄熱燒嘴燃燒控制 每個蓄熱燒嘴通過 4 個快切閥控制換向（空氣快切閥、煤氣快切閥、空氣側(cè)排煙快切閥、煤氣側(cè)排煙快切閥） ，每個快切閥帶一個氣缸，每個氣缸有開、關(guān)限位，為保證同步，空、煤氣快切閥共用一個電磁閥，空、煤氣側(cè)排煙快切閥共用一個電磁閥，空、煤氣側(cè)排煙快切閥帶有溫控開關(guān)，排煙溫度過高時自動切斷。 步進梁的基本動作分為升降運動及水平運動，運動速度由液壓系統(tǒng)比例閥來控制，步進梁的運動極限位置以及運動速度改變點（位置）分別由升降缸內(nèi)置線性位移傳感器和平移缸內(nèi)置線性位移傳感器來確定。 （2）逆循環(huán)： 步進梁從原始位置（后下位）開始前進→上升→后退→下降→回到原始位置，完成一個逆循環(huán)，使坯料后退一步，