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(yè)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研發(fā)工作。

摘要：文章介紹了以PP41控制設(shè)備應(yīng)用于連鑄機(jī)自振式結(jié)晶器控制系
統(tǒng)，以及相應(yīng)的軟件流程。

關(guān)鍵詞：PP41；PCC；VIBROMOLD結(jié)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(chǎn)的一款緊湊智能PowerPanel產(chǎn)品，它是集成高性能PLC與數(shù)字量 I/O的顯示單元，并且提供文本顯示與高達(dá)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(jì)算機(jī)控制器）產(chǎn)品的分時多任務(wù)設(shè)計(jì)理念，所以非常適宜使用在對實(shí)時性要求很高的控制系統(tǒng)中。鋼鐵廠連鑄機(jī)控制系統(tǒng)中使用的液壓伺服自振式結(jié)晶器就是要求控制系統(tǒng)有很高的控制實(shí)時性，以滿足對結(jié)晶器運(yùn)行軌跡的精確控制，進(jìn)而生產(chǎn)出高質(zhì)量的鋼坯。

2    系統(tǒng)概述

    液壓伺服自振式結(jié)晶器是高拉速下生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的靈活工具，能有效的提高連鑄機(jī)的性能。與傳統(tǒng)的結(jié)晶器振動臺相比液壓伺服自振式結(jié)晶器有以下優(yōu)點(diǎn)：

  ·傳動重量輕且具有很高的運(yùn)動精度。

  ·振幅、振頻、NSR、振動波形等參數(shù)可在線調(diào)整。

  ·運(yùn)行參數(shù)在線分析。有事故預(yù)報(bào)警功能，降低連鑄事故率。

  ·安裝及維護(hù)方便，維護(hù)費(fèi)用低。

    控制系統(tǒng)框圖如圖1所示：

    其中PP41控制站是整套控制系統(tǒng)的核心，所有的輸入、輸出信號都是由它進(jìn)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(shí)際位置信號及發(fā)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(shí)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(shù)字量輸入,檢測系統(tǒng)啟動、停止、上升、下降、工作方式選擇等開關(guān)量信號；

    (5) 板載8路數(shù)字量輸出,輸出系統(tǒng)運(yùn)行、停止、故障等指示信號。
計(jì)算機(jī)控制站通過Ethernet工業(yè)以太網(wǎng)與PP41控制站相連，可在計(jì)算機(jī)控制站上對整套控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)視及控制，并能記錄諸如歷史運(yùn)行曲線、歷史故障記錄等信息。

3    控制程序設(shè)計(jì)

    貝加萊PP41控制設(shè)備是基于多任務(wù)操作的控制系統(tǒng)，因此可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時多任務(wù)，用戶可以為自己的程序段設(shè)定循環(huán)時間。系統(tǒng)提供了五個不同時間及不同優(yōu)先級的任務(wù)等級。這樣在編程時一個復(fù)雜的項(xiàng)目可以分成多個獨(dú)立的任務(wù)來完成，每個任務(wù)都有獨(dú)立的程序部分，使整個項(xiàng)目結(jié)構(gòu)化，而且每個任務(wù)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(shè)計(jì)，使整個項(xiàng)目的調(diào)試及故障處理變得非常簡單。

    鑒于結(jié)晶器振動控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，控制程序設(shè)計(jì)時劃分為幾個部分：

    （1） 循環(huán)運(yùn)行任務(wù)

    主要包括：參數(shù)設(shè)定、頻率計(jì)算、報(bào)警狀態(tài)判斷、模擬量標(biāo)定、趨勢繪制、通訊參數(shù)傳送等。

    （2） 定時中斷任務(wù)

    這是整套控制系統(tǒng)的核心，所有的結(jié)晶器運(yùn)行軌跡都是由它來進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化的。主要包括：運(yùn)行軌跡運(yùn)算、PID控制、PID控制參數(shù)優(yōu)化、AM351 TPU控制等。

    （3） 例外任務(wù)

    檢測各種系統(tǒng)故障，并作出相應(yīng)的處理

    下面以結(jié)晶器振動控制中的重要環(huán)節(jié)，結(jié)晶器頻率及波形運(yùn)算為例介紹程序主要流程。

    結(jié)晶器頻率計(jì)算公式如下：

    Frequency= Casting Speed/
［p×Stroke Set point /(NSR Set point ×p /200) × 1000］

    其中：Casting Speed為實(shí)際拉速；
     
    Stroke Set point為結(jié)晶器沖程設(shè)定值；
     
    NSR Set point 為結(jié)晶器負(fù)滑脫率設(shè)定值。

    程序流程圖如圖2所示：
         

5    結(jié)束語

    由于貝加萊PP41控制設(shè)備可實(shí)現(xiàn)分時多任務(wù)控制，很好的滿足了對實(shí)時性要求很高的控制系統(tǒng)的要求，使得整套控制系統(tǒng)有很高的性價比及可操作性。

參考文獻(xiàn)

    [1]齊蓉.可編程計(jì)算機(jī)控制器原理及應(yīng)用[M]. 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 2002.