圖1  主干示意圖

3  方案的確定

3.1  在明確程序設計方案前，首先要明確B/C模式軋鋼的概念。

    (1)  C模式軋鋼：也稱系統自動軋鋼模式。在此操作模式下，基礎自動化系統（一級）所有的功能將被激活。二級計算機提供軋制規程參數設定值。在檢查該參數表數值的合理性后基礎自動化系統根據“主控”系統物料跟蹤信號來獲取該數據，并將其分散傳輸給其它基礎自動化子系統實現系統的控制。
    (2)  B模式軋鋼: 也稱系統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控。如果在軋制過程中出現一、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，則系統馬上自動切換到“B模式”。在“B模式”下，一級自動關閉與二級之間的數據通訊，一級主控所引用的“Pass Schedule Data（軋制規程參數）”設定值來自一級內部的特定存儲區，該存儲區內的數據來自一級內的預存值或來自于“HMI”，其它基礎自動化的功能均能實現。

3.2  基本方案的確定。

    根據“B模式”的概念，在此設計了四個特定的存儲區，分別稱為“C Buffer”、“B Buffer”、“Actual Buffer”、“Archive”。其中前三個在一級主控內，最后一個在“HMI”內。“C Buffer”的功能是在一級與二級通訊正常的情況下，從二級獲得數據之后傳給“Actual Buffer”；“B Buffer”的功能是當系統切到“B模式”時為一級主控提供軋制規程參數；“Archive”的功能是暫時存儲操作人員通過“HMI”輸入的軋制規程參數；“Actual Buffer”的作用是匯集數據并分散傳給各子機架實現系統控制。
    筆者根據邯鋼連鑄連軋廠的實際要求先后開發出了三種模式。
    第一種：普通“B 模式”軋鋼，即只能軋制當前規格的帶鋼；
    第二種：“3.0mmB模式”軋鋼；第三種：從“HMI”的“Pass Schedule”對話框內直接輸入數據。前兩種的軋制參數是經過二級計算優化后的該規格的最優參數值。之所以開發出第二種，主要是因為客戶對“3.0mm”的需求量最大。當二級一時不能恢復正常，且當前規格的計劃已軋完后的一種應急措施。
    第三種方式的軋制參數是經驗值而非最優值，是用在“3.0 mm”規格軋完后的一種補充。
    圖2為該控制功能實現的信號流程圖及其觸發條件，通過下述解釋能夠較詳盡的了解實現該控制功能的設計方案。

圖2  信號流程圖及其觸發條件

    1：根據物料跟蹤，當精軋入口“HMD（熱金屬探測儀）”感光時，一級向二級發出數據請求信號，二級向一級下傳軋制參數；
    2：一/二級通訊正常且系統選擇為“C模式” ，當一級判斷得到新數據后，向“Actual Buffer”傳輸數據；
    3：在“C模式”下，如果軋機內空載，“Actual Buffer”獲得數據后，直接下傳給子機架；
    4：在“3.0mmB模式”或通過“HMI”輸入數據的“B模式”軋鋼的情況下，如果軋機內空載，則“Actual Buffer”獲得數據后，直接下傳給子機架并生成“New data recived”信號；
    5：當一/二級之間通訊正常，系統正常軋鋼時，軋機每軋一塊板坯，“Actual Buffer”內數據寫入“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”內的數據保持不變。按下系統出現通訊故障時自動彈起的“Discharge Enable”按鈕后，系統自動生成“New Data Received”信號，并自動出鋼；
    7：在系統切換到“3.0mmB模式”或從“HMI”輸入數據的“B 模式”并且數據已寫入到“B Buffer”后，在“HMI”畫面中打開“Interlock”畫面，按下“Confirm Setup”按鈕，如果軋機內空載，則“B Buffer”內鎖存的H≥3.0mm并且最接近于3.0mm的板坯的參數或來自“Archive”中的參數，將寫入到“Actual Buffer”內；
    8：一/二級通訊中斷恢復，系統切回“C模式”并從 “LevelⅡ”通過“C Buffer”向“Actual Buffer”傳輸數據，但發現由于二級的原因傳輸的數據又出現問題時，可返回“B模式”并按下“Confirm setup”按鈕，再將“B Buffer”內鎖存的數據直接傳入到“Actual Buffer”內；
    9：在“B模式”下，軋鋼操作人員可手動輸入修改軋制參數表。先按“Store”按鈕，將數據存儲在“HMI”中的“Archive”中。再按“Take over”按鈕，將數據寫入到主控中的“B Buffer”內。

4  軟件設計

4.1  正常軋鋼期間“B Buffer”數據的生成（如圖3所示）。

圖3  正常軋鋼期間“B Buffer”數據的生成

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

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通訊故障；
    B1：系統是否為“C模式”；
    C1：系統自動切換成“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不就緒信號；
    A2：系統是否手動由“C模式”轉化為“B模式”；
    B2：“Discharge Enable”軋鋼使能按鈕彈起；
    C2：封鎖可能產生的由于一/二級通訊故障而引起的系統不就緒信號；
    B3：系統是否為“B模式”；
    C3：判斷系統被切換成：“普通B模式”，“3.0mmB模式”，還是從“HMI”內直接輸入數據的“B模式”；
    D3：打開“HMI”中對應的“Pass Schedule”軋制參數對話框，輸入軋制參數，按下“Modify”按鈕修改參數；
    E3：按下“Store”按鈕，將數據存儲在“HMI”的“Archive”中；
    F3：按下“Take over”按鈕，將數據傳入一級的“B Buffer”內；
    G3：軋機是否還在軋鋼；
    H3：按下“Confirm Setup”按鈕將“B Buffer”內的數據寫入“Actual Buffer”內；
    I3：將“Actual Buffer”內數據寫入各子機架；
    J3：系統產生“New Data Received”信號，用于聯鎖系統具備出鋼條件的信號；
    K3：系統一/二級通訊故障是否消失；
    L3：系統其它狀態是否滿足系統出鋼條件；    
    M3：“Discharge Enable”按鈕是否按下；
    N3：系統出鋼；
    B4：執行系統手動模式程序；
    C4：“Actual Buffer”內數據鎖存上塊帶鋼的值，不再重新向子機架內傳輸數據；
    K4：是否系統被手動由“B模式”切回到“C模式”；
    L4：是否有操作模式發生變化；
    M4：是否有操作模式發生變化；
    K5：清空“New Data Received”聯鎖信號；
    L5：系統屏蔽掉的對二級通訊故障實行聯鎖的信號激活；    
    M5：操作人員手動從二級向一級傳入參數；
    N5：參數經由“C Buffer”，“Actual Buffer”寫入到子機架；
    O5：系統生成“New Data Received”信號。

5  系統的主要硬件與軟件組成

    本系統的二級采用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PC機；精軋主控使用的SIMADYN D系統，其采用的是框架式結構，其主處理器為PM5，中間狀態存儲器為MM4，SD系統與交換機實現通訊的通訊板為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，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，其操作系統為“WIN 95”；“SD”系統內的程序采用“STRUC G”工程編程軟件，其操作系統為“UNIX”。

6  結語

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