就功能而言,軋管工藝軟件包分為:調(diào)節(jié)軟件包、過(guò)程控制軟件包和生產(chǎn)監(jiān)控軟件包三類。


一、調(diào)節(jié)軟件包


  工藝調(diào)節(jié)軟件包負(fù)責(zé)軋線上每臺(tái)機(jī)器的調(diào)整,補(bǔ)償因各種原因引起的偏差。如圖23-1所示,它的功能是在軋制前或軋制過(guò)程中對(duì)軋機(jī)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整裝置根據(jù)參考信號(hào)控制執(zhí)行元件。來(lái)自安裝在現(xiàn)場(chǎng)的傳感器的反饋信號(hào)對(duì)調(diào)節(jié)裝置的參考信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn),而后通過(guò)誤差檢測(cè)功能保證調(diào)整裝置的可靠性和準(zhǔn)確度。在原始數(shù)據(jù)(包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工具尺寸等)、軋機(jī)數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立工藝數(shù)模,并根據(jù)計(jì)算值調(diào)整軋機(jī),這也就是調(diào)節(jié)裝置的輸入。


圖 23-1.jpg


工藝數(shù)模(圖23-2)由一定數(shù)量的軟件數(shù)模和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)文件組成,后者由軋制工藝的核心知識(shí)構(gòu)成。工藝數(shù)模的基礎(chǔ)是簡(jiǎn)單的算法學(xué)原則,模擬軋機(jī)特性進(jìn)行計(jì)算:


圖 23-2.jpg


  1. 計(jì)算有關(guān)軋機(jī)調(diào)整的數(shù)據(jù),以便向執(zhí)行元件提供參考信號(hào);


  2. 計(jì)算軋制參數(shù)(如電動(dòng)機(jī)電流值、力能參數(shù))的預(yù)期值,以便與數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)測(cè)得的核對(duì)值進(jìn)行對(duì)比;


  3. 計(jì)算軋制過(guò)程中其他更為詳盡的具有工藝針對(duì)性的信息數(shù)據(jù)。


 組成上述數(shù)模的核心是儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的工藝系數(shù),這種工藝系數(shù)通過(guò)自適應(yīng)計(jì)算功能測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。這一功能可以提高仿真的準(zhǔn)確性,使所執(zhí)行的調(diào)整更加準(zhǔn)確。


 傳感器獲得的數(shù)據(jù)輸入自適應(yīng)計(jì)算系統(tǒng),經(jīng)過(guò)后處理,由數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)提供其他單元使用,強(qiáng)化軋機(jī)上各個(gè)傳感元件之間以及自動(dòng)化系統(tǒng)各個(gè)單元之間的聯(lián)絡(luò)作用,同時(shí)還可以通過(guò)“用戶友好”接口向軋管車間管理人員提供信息。


  調(diào)節(jié)軟件包通過(guò)上述功能(調(diào)整數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)裝置、執(zhí)行元件、傳感器、誤差檢測(cè))構(gòu)成的內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)回路自動(dòng)調(diào)整軋機(jī)。相對(duì)于內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)回路而言,另有一條外環(huán)控制回路,它通過(guò)相應(yīng)的功能分析從軋機(jī)上取得數(shù)據(jù),以提高軋機(jī)調(diào)整、計(jì)算的準(zhǔn)確度。該回路通常包括操作工和/或工藝工程師的干預(yù)功能,根據(jù)軋機(jī)上傳感器以及在軋制管件上測(cè)得的數(shù)據(jù)運(yùn)作。


上述調(diào)整回路對(duì)諸如執(zhí)行元件的參考信號(hào)或調(diào)節(jié)數(shù)模的工藝系數(shù)等輸人信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。這些校準(zhǔn)操作可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn):


  1. 實(shí)時(shí)方式 在快速調(diào)節(jié)環(huán)路中對(duì)所軋的同一根鋼管進(jìn)行校正處理,如電動(dòng)機(jī)速度的調(diào)整或液壓小艙控制系統(tǒng)對(duì)工具位置的調(diào)整等;


  2. 前測(cè)后調(diào)(Tube-after-Tube Regulation)方式 對(duì)前一根鋼管進(jìn)行校正計(jì)算,而對(duì)后一根鋼管進(jìn)行調(diào)整,壁厚控制環(huán)路就屬于這一種情況;


  3. 逐批調(diào)整(Lot-after-Lot Regulation)方式 軋完一批管子后在統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整,這種校正需對(duì)為數(shù)頗多的測(cè)量值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后才能進(jìn)行,在線熱處理工藝中根據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告修正溫度、時(shí)間等參數(shù)就屬于這一種情況。



二、過(guò)程控制軟件包


 過(guò)程控制軟件包是車間有關(guān)人員對(duì)機(jī)器運(yùn)作加以監(jiān)控的工具,在自動(dòng)控制系統(tǒng)和機(jī)組運(yùn)作的人工監(jiān)控之間構(gòu)成一種聯(lián)系。這些軟件包中每一機(jī)組都作為一個(gè)獨(dú)立的單元加以考慮。


 這些軟件包由一些專門(mén)的工具組,大部分置于具有數(shù)據(jù)登錄功能的同一機(jī)組上,實(shí)際上,這些工具本身就是數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)的模塊。


 圖23-3示出過(guò)程控制系統(tǒng)功能的基本構(gòu)成,其具體任務(wù)如下所述:


圖 23-3.jpg


  1. 從軋機(jī)傳感器上取得數(shù)據(jù)后予以顯示、記錄(用于以后的檢查調(diào)閱)。這些基礎(chǔ)性功能對(duì)自我診斷和故障處理來(lái)說(shuō)特別有用,即實(shí)時(shí)檢查軋機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否,若發(fā)現(xiàn)軋制狀況不正常,則需找出原因,及時(shí)處理。


  2. 對(duì)計(jì)算功能所取得的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理后,從大量的數(shù)據(jù)中提煉少量具有重要意義的工藝技術(shù)數(shù)據(jù),而后將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)專用的數(shù)據(jù)庫(kù)里,以便進(jìn)一步分析,供其他單元使用。


  3. 當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)與工藝數(shù)學(xué)模型計(jì)算所得的預(yù)期數(shù)值出現(xiàn)明顯不一致時(shí),運(yùn)用工藝警報(bào)功能,迅速加以校正。


  4. 對(duì)總軋制狀況穩(wěn)定性進(jìn)行校核,對(duì)工藝過(guò)程的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析,也可檢測(cè)判斷軋制異常狀況。


上述功能均可用更簡(jiǎn)單方式顯示,并通過(guò)操縱臺(tái)向軋機(jī)操作人員提供信息,這些信息包括以下4部分:


  1. 軋機(jī)在軋制上一根管子時(shí)的軋制力和張力的數(shù)據(jù),軋制每根管子后,自動(dòng)更新顯示內(nèi)容;


  2. 循環(huán)使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑的芯棒溫度,芯棒溫度對(duì)潤(rùn)滑質(zhì)量的影響很大,對(duì)軋制狀況也有顯著的作用;


  3. 軋制參數(shù)(軋制力、電流等)預(yù)期值與軋制上一根管子所測(cè)數(shù)值的比較(包括芯棒拉力);


  4. 機(jī)架間張力或壓力狀況和量值以及需要采取的措施等。就過(guò)程控制而言,MPM軋管機(jī)很重要的一點(diǎn)就是每機(jī)架軋輥的速度要與鄰近機(jī)架的軋輥速度匹配好。若某些機(jī)架軋輥磨損過(guò)度,軋輥速度不匹配,則會(huì)在軋件上產(chǎn)生機(jī)架間的張力或推力。通過(guò)對(duì)操縱臺(tái)上實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)或圖形的分析,有經(jīng)驗(yàn)的操作人員就可發(fā)現(xiàn)任何不正常的軋制狀況,并及時(shí)采取校正措施。



三、生產(chǎn)監(jiān)控軟件包


 這是一個(gè)為生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)監(jiān)控、生產(chǎn)維護(hù)和生產(chǎn)工藝提供的自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件。這些軟件包的使用大大提高生產(chǎn)效率,優(yōu)化軋機(jī)管理,提高軋管機(jī)組生產(chǎn)率。圖23-4示出生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能:


圖 23-4.jpg


  1. 料流跟蹤 通常按照條碼確認(rèn)每根管坯,辨認(rèn)其在熱軋區(qū)和精整區(qū)的行蹤;


  2. 生產(chǎn)計(jì)劃 由一個(gè)軟件系統(tǒng)專管訂貨合同,優(yōu)化軋制順序,以提高產(chǎn)量,這是根據(jù)用戶確定的優(yōu)先順序,在考慮生產(chǎn)所需的各種工具、更換工具所需的時(shí)間以及理想的管坯長(zhǎng)度后確定的;


  3. 生產(chǎn)報(bào)告 自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)量、故障時(shí)間等,并按班、按日、按月打印報(bào)告,通過(guò)對(duì)這些報(bào)告的分析,可了解各軋機(jī)機(jī)組中急需維護(hù)的關(guān)鍵區(qū)域。



四、工藝軟件包的布置


  工藝軟件包的性能取決于硬件和基礎(chǔ)軟件的應(yīng)用是否恰當(dāng),每一功能的分配層次取決于裝置的特殊條件和要求。一般來(lái)說(shuō),反應(yīng)快的、較簡(jiǎn)單的功能被分配在較低層次(如Level0);與軋機(jī)上的傳感器以及執(zhí)行元件直接相連、比較復(fù)雜的功能則被分配在高一點(diǎn)的層次,例如,把調(diào)節(jié)軟件包設(shè)置在Level I上,過(guò)程控制軟件包和生產(chǎn)監(jiān)控軟件包則被分配在Level II上,如表23-1所示。


表 23-1.jpg