邯鋼熱基鍍鋅自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化與創(chuàng)新

楊占山

摘 要 文章介紹了邯鋼熱基鍍鋅自動(dòng)控制系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)，從中分析了系統(tǒng)存在的問題，從而提出了優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞 熱基鍍鋅；自動(dòng)控制系統(tǒng)；優(yōu)化；創(chuàng)新

中圖分類號：TG155.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0187-02

1 項(xiàng)目概況

邯鋼冷軋廠連續(xù)熱鍍鋅線是邯鋼主要效益來源之一，年設(shè)計(jì)產(chǎn)能30萬噸，生產(chǎn)熱鍍鋅卷板。自2003年投產(chǎn)以來，一直時(shí)斷時(shí)續(xù)的生產(chǎn)，沒有發(fā)揮其真正產(chǎn)能。自2009年開始，滿負(fù)荷生產(chǎn)，設(shè)備運(yùn)行報(bào)漏設(shè)計(jì)缺陷和安裝缺陷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的相關(guān)人員，結(jié)合邯鋼實(shí)際、因地制宜在保證功能不缺失、精度不降低的前提下，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)對控制系統(tǒng)的許多方面進(jìn)行了優(yōu)化和升級，不僅節(jié)約了大量的投資而且是功能更完備，性能更優(yōu)越。其中有些優(yōu)化具有推廣意義，有一定的技術(shù)含量，也是相關(guān)人員集體智慧的凝結(jié)。

2 詳細(xì)科學(xué)技術(shù)內(nèi)容

1）開發(fā)了焊機(jī)接地預(yù)檢測功能。由于本機(jī)組所使用的焊機(jī)工作原理是采用很大的電流（約為1.3萬安培）來實(shí)現(xiàn)兩卷帶鋼的焊接，這樣，在每次焊接高強(qiáng)板完成之后，由于焊接熱量很大，焊輪上都會沾有大量的鋼渣，為保證下次焊接的質(zhì)量，操作人員都需要用工具來清理焊輪，由于鋼渣處理不當(dāng)，就會導(dǎo)致焊輪接地，而其焊接時(shí)要求焊機(jī)焊輪不能接地，并且其只有在焊接時(shí)才啟動(dòng)接地檢測功能，這樣，如果焊輪接地勢必因?yàn)榻拥責(zé)o法焊接，即使及時(shí)處理問題也因?yàn)楹附訒r(shí)間不夠，導(dǎo)致工藝段降速甚至停車，為此我們增加了焊機(jī)在線檢測接地的控制思想，從而使焊機(jī)在不焊接時(shí)也能進(jìn)行接地檢測，當(dāng)進(jìn)行在線接地檢測時(shí)，如果有接地現(xiàn)象，接地指示燈亮，且觸摸屏顯示接地報(bào)警，提醒操作人員焊機(jī)接地，不能完成焊接程序，請操作人員及時(shí)清理焊輪鐵屑和雜質(zhì)，保證焊輪清潔，從而為下次焊接時(shí)提供充足的焊接時(shí)間。

2）優(yōu)化了焊機(jī)焊接電流控制系統(tǒng)。因焊接回路電阻很低，焊接瞬間所產(chǎn)生的電流接近短路電流。經(jīng)過與廠家溝通，改變原來的梅達(dá)760電流控制系統(tǒng)焊接電流控制方式，改為通過改變交流調(diào)壓裝置的門極觸發(fā)角，進(jìn)行焊接電壓值的調(diào)節(jié)，采用焊接電壓控制焊接電流，而電流采用開環(huán)控制，從而保證所產(chǎn)生的焊接電流更加平穩(wěn)。同時(shí)修改了電流觸發(fā)控制參數(shù)，使電流控制系統(tǒng)能夠緩慢響應(yīng)電流增大命令，避免焊接開始時(shí)因電流瞬間增大造成對焊輪及帶鋼的損壞（已獲取專利）。

通過對焊機(jī)的長期生產(chǎn)實(shí)踐證明，在焊接參數(shù)優(yōu)化的情況下通過對焊縫強(qiáng)度的檢驗(yàn)，都大大超過母材的強(qiáng)度。經(jīng)過優(yōu)化后的焊機(jī)焊接帶鋼厚度達(dá)到3.5 mm，焊后厚差不超過10%，帶鋼的焊縫進(jìn)行彎曲拉矯試驗(yàn)30次，嚙合度為10 mm，張力233 kN，焊縫完好率100%。極大的提高了厚規(guī)格高強(qiáng)板的焊接成功率，斷帶率有原來的8%下降到2%左右。

3）原設(shè)計(jì)加熱爐點(diǎn)火控制器通訊方式是通過總線棒，經(jīng)常出現(xiàn)因通訊故障不能遠(yuǎn)程控制的情況，這是因?yàn)樵跈z修爐區(qū)時(shí)經(jīng)常誤碰到或踩到總線棒上，影響通訊效果，每月都有總線棒損壞的情況，經(jīng)技術(shù)人員研究，將總線棒更換成耐高溫電纜，該優(yōu)化不僅保證了通訊質(zhì)量，而且節(jié)約了更換備件成本。實(shí)際運(yùn)行效果表明該優(yōu)化是科學(xué)的，該設(shè)計(jì)方案也徹底得到了認(rèn)可。

4）優(yōu)化硬件配置降低事故停機(jī)率。熱鍍鋅線控制系統(tǒng)用的是德國西門子的產(chǎn)品，全線ET200站有100處左右，每處ET200站下又帶有多個(gè)I/O模板，如果模板損壞就會報(bào)網(wǎng)絡(luò)通訊故障，查找故障只能指定到相應(yīng)ET200站下，不能看出此站點(diǎn)下的具體哪個(gè)模板壞，實(shí)際處理事故時(shí)都是電氣人員挨個(gè)換模板，直到把損壞的模板換掉才能判斷故障點(diǎn)，并且更換模板不能熱插拔，這樣就會延長電氣事故的搶修時(shí)間，給維護(hù)及生產(chǎn)帶來很大的不便。針對此問題，鍍鋅電氣組組織專業(yè)人員展開攻關(guān)，認(rèn)真研讀程序并研討對策，最終確定將全線ET200站硬件配置進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)IO模板的熱插拔功能，并實(shí)現(xiàn)模板的在線診斷功能。同時(shí)將全線ET200站進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，畫出布置圖，并將現(xiàn)場ET200站同硬件配置中ET200站一一對應(yīng)，以便出現(xiàn)問題后電氣維護(hù)人員能夠在第一時(shí)間找到故障站點(diǎn)及相應(yīng)模板，為電氣事故的搶修爭取了寶貴的時(shí)間，不僅能夠減少處理時(shí)間，還能夠減少生產(chǎn)線的停車次數(shù)，提高產(chǎn)品合格率及成材率。

5）開發(fā)了焊縫跟蹤系統(tǒng)。熱鍍鋅線焊縫跟蹤自投產(chǎn)以來，經(jīng)常出現(xiàn)過氣刀時(shí)不能自動(dòng)打開的現(xiàn)象，原因是焊縫跟蹤出現(xiàn)誤差，致使跟蹤米數(shù)錯(cuò)誤，造成氣刀被掛壞，嚴(yán)重時(shí)會造成停車事故。在原設(shè)計(jì)中，1#焊縫跟蹤檢測裝置安裝在爐前密封輥前5.5米處，由于溫度高，導(dǎo)致焊縫跟蹤檢測儀經(jīng)常損壞，于是我們做了光柵檢測月牙來代替焊縫跟蹤儀，用接近開關(guān)檢測裝置，做了簡易編碼器來進(jìn)行計(jì)數(shù)，雖然有所改善，但并沒有最終解決問題。后將焊縫跟蹤裝置移至離爐前密封輥10.5米處，由于原焊縫跟蹤程序使用SCL語言編寫，對我們來說可讀性差，經(jīng)過長時(shí)間讀程序，找出了實(shí)際位置的修改處，并對其進(jìn)行了修改，但是焊縫過氣刀時(shí)事故還是頻繁出現(xiàn)，因此，維修技術(shù)人員組成攻關(guān)小組，對焊縫跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行研究，并對其創(chuàng)新。最終制定重新設(shè)計(jì)PLC程序，研究編碼器的計(jì)數(shù)格式，實(shí)地測量計(jì)數(shù)輥徑，和各設(shè)備之間的距離，編寫計(jì)數(shù)公式，實(shí)現(xiàn)焊縫精確定位，并在HMI上添加實(shí)時(shí)跟蹤標(biāo)記。對焊縫跟蹤進(jìn)行優(yōu)化后，除兩次因沒有沖孔造成焊縫掛傷氣刀外，沒有出現(xiàn)過跟蹤誤差，而且誤差小于0.1 m，徹底解決了焊縫跟蹤不準(zhǔn)的問題。實(shí)現(xiàn)了焊縫在HMI上的實(shí)時(shí)顯示功能，能夠從HMI上顯示焊縫的實(shí)際位置。

6）優(yōu)化HMI系統(tǒng)。原設(shè)計(jì)中HMI系統(tǒng)使用Wonderware公司的InTouch 7.1作為開發(fā)軟件，I/O Server作為通信接口，操作平臺采用Windows NT操作系統(tǒng)。每臺HMI系統(tǒng)均裝有獨(dú)立的I/O Server接口程序，同時(shí)與PLC通信，PLC要單獨(dú)處理每臺HMI的請求，增加了PLC的負(fù)擔(dān)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷的情況，導(dǎo)致操作異常，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致整條生長線的停車事故，影響生產(chǎn)。為了確保HMI的正常運(yùn)行，相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過攻關(guān)提出了系統(tǒng)升級、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變的技術(shù)方案，將HMI開發(fā)軟件升級到9.5版本，并用DAServer代替I/O Server，并投入生產(chǎn)線使用。經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證，HMI系統(tǒng)運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)過因HMI系統(tǒng)改進(jìn)而影響正常操作、數(shù)據(jù)顯示錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)刷新緩慢等事故的現(xiàn)象。endprint

7）開發(fā)了O2分析儀控制系統(tǒng)。氧氣分析儀用來測量爐區(qū)CC段的氧含量，露點(diǎn)及氫氣含量。原設(shè)計(jì)用一套s7300控制，外方加密了控制程序，故障信息無法傳到HMI，有時(shí)會出現(xiàn)掃描混亂或停止掃描的現(xiàn)象，每次排除故障只能通過重新啟動(dòng)PLC來實(shí)現(xiàn)，給維護(hù)帶來很大難度；且HMI只有掃描的數(shù)據(jù)，缺乏控制性，數(shù)據(jù)不可靠，操作人員只能憑經(jīng)驗(yàn)，一直制約著產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計(jì)是甩掉S7300控制，在預(yù)熱爐PLC增加了遠(yuǎn)程站點(diǎn)，進(jìn)行硬件組態(tài)，并進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和編寫。共分為9路采集點(diǎn)，每一路由一個(gè)電磁閥控制，一個(gè)排汽泵和一個(gè)取樣泵，通過程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，所采集的氣體由分析儀進(jìn)行分析，輸出給PLC，最終由HMI顯示。當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超過上限或下限時(shí)監(jiān)控畫面產(chǎn)生報(bào)警信息。

共增加了四個(gè)程序段分別為：主程序段FC763；電磁閥控制功能塊FC764；氧分析儀數(shù)據(jù)到HMI功能塊FC765；電磁閥順序切換功能塊FC766。增加了HMI的監(jiān)視與控制功能。主程序段用來控制分析儀的起動(dòng)條件、報(bào)警條件、采樣數(shù)據(jù)解析和輸入輸出點(diǎn)的映射關(guān)系；電磁閥控制功能塊用來控制電磁閥輸出條件；氧分析儀數(shù)據(jù)到HMI功能塊是將分析好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紿MI顯示；電磁閥順序切換功能，是用來控制九路通道順序切換和手動(dòng)切換。

8）自制逆變器送電工具。在熱鍍鋅線上，如果某個(gè)逆變器故障，維檢人員排除故障后不能直接送直流源高電壓，原因是逆變器內(nèi)大電容瞬時(shí)短路，放電將快熔燒毀?，F(xiàn)場送電時(shí)，維檢人員不得不將直流源停電然后再送電，直流源再次送電后直流電壓時(shí)緩慢增長這樣單個(gè)逆變器熔斷器不會爆掉。這樣就會導(dǎo)致一個(gè)問題：整段電停掉后，生產(chǎn)線就會停車，產(chǎn)生停車廢品，影響產(chǎn)品質(zhì)量。相關(guān)技術(shù)人員利用串聯(lián)電阻分壓的理論，自制逆變器送電工具。將三個(gè)阻值不等的燈泡串聯(lián)到母排電壓上，使快熔兩端的電壓逐漸上升到母排電壓，徹底解決了逆變器送電時(shí)燒快熔的難題，減少了不必要的停車事故。

9）改善卷徑計(jì)算程序降低故障率。熱鍍鋅自投產(chǎn)以來，入口開卷機(jī)卷徑在開車后，偶爾會出現(xiàn)小米數(shù)現(xiàn)象，即開卷機(jī)剩余米數(shù)與實(shí)際不符，開車后就進(jìn)入甩尾模式，這樣一是操作人員需手動(dòng)將入口段停止，再進(jìn)行開卷機(jī)芯軸二次膨脹才能解決；二是會影響入口速度和活套張力，嚴(yán)重時(shí)會造成導(dǎo)致全線停車，2011年出現(xiàn)過兩次導(dǎo)致停車的情況。通過技術(shù)人員認(rèn)真分析其控制程序，對卷徑計(jì)算原理進(jìn)行深入研究，得知卷徑的最終輸出是靠兩個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn)，一是卷徑計(jì)算功能塊，一是卷徑濾波功能塊。卷徑在入口上卷時(shí)是粗略計(jì)算，真正開始計(jì)算條件是通過1#張力輥2#輥速度大于10m/m開始，也就是說只要滿足條件，就會通過1#張力輥的線速度和開卷機(jī)的角速度計(jì)算卷徑，并將數(shù)據(jù)保存在DB存貯區(qū)內(nèi)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在入口段焊接完畢沒有運(yùn)行之前進(jìn)行的點(diǎn)動(dòng)動(dòng)作會導(dǎo)致卷徑計(jì)算程序的執(zhí)行，并保存計(jì)算結(jié)果。PDA數(shù)據(jù)顯示，在點(diǎn)動(dòng)過程中計(jì)算的卷徑經(jīng)常出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，當(dāng)入口運(yùn)行起來后且入口速度大于10 m，就會將先前計(jì)算的卷徑就會賦給卷徑濾波功能塊輸出最終卷徑，這是小米數(shù)產(chǎn)生的原因。我們采取的措施是，在入口開車之前對卷徑只是進(jìn)行粗略計(jì)算，不執(zhí)行卷徑計(jì)算功能塊，即在卷徑計(jì)算功能塊增加入口段運(yùn)行連鎖條件。通過修改控制程序，得到解決，效果良好。

3 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1）焊機(jī)接地預(yù)檢測和強(qiáng)制焊接功能。重新設(shè)計(jì)了焊機(jī)接地檢測回路，增加CR接觸器，用CR斷開下焊輪和出口下夾持板接地線之間的連接，設(shè)計(jì)了接地檢測程序，增加了一個(gè)用于啟動(dòng)接地檢測功能的按鈕，當(dāng)操作工按下接地檢測按鈕時(shí)，關(guān)鍵在于PLC只啟動(dòng)接地檢測功能，不啟動(dòng)焊接程序， 5秒鐘后如果下焊輪和出口下夾持板之間的電阻仍大于8歐姆，控制系統(tǒng)認(rèn)為焊機(jī)沒有接地，接地接檢測功能結(jié)束，提示操作工焊機(jī)具備焊接條件；5秒鐘后如果當(dāng)下焊輪和出口下夾持板之間的電阻小于8歐姆，焊機(jī)認(rèn)為焊輪接地，輸出一個(gè)信號，啟動(dòng)接地指示燈，提示操作工及時(shí)查找接地點(diǎn)，保證下次焊接的正常進(jìn)行。

2）焊縫跟蹤系統(tǒng)。關(guān)鍵在于帶鋼焊縫的自動(dòng)跟蹤，保證了帶鋼經(jīng)過氣刀及拉矯機(jī)時(shí)自動(dòng)打開與關(guān)閉的精度，避免了焊縫撞壞氣刀擋板及拉矯機(jī)碾壓焊縫造成焊縫撕裂產(chǎn)生的斷帶問題。特別之處在于HMI焊縫的實(shí)時(shí)顯示，使操作人員根據(jù)焊縫位置及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線速度及加熱爐內(nèi)控制參數(shù)，以保證帶鋼更換規(guī)格時(shí)所需的爐內(nèi)氣氛。

3）氧氣分析儀控制系統(tǒng)。關(guān)鍵點(diǎn)在于重新設(shè)計(jì)了氧氣分析儀控制程序，舍棄了原有的加密程序，創(chuàng)新點(diǎn)為在HMI上增加了新功能，能夠遠(yuǎn)程控制氧氣分析儀的吹掃與測量及故障信息的實(shí)時(shí)顯示。

4）HMI系統(tǒng)升級與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造。關(guān)鍵技術(shù)在于上位機(jī)與PLC通信接口的改變，更改了熱鍍鋅HMI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，擴(kuò)展了通信通道，徹底解決了由于網(wǎng)絡(luò)擁堵造成的通訊中斷故障。

參考文獻(xiàn)

[1]張漢榮，李路.連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線過程自動(dòng)化系統(tǒng)[A].第十一屆全國自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C].2006.endprint

7）開發(fā)了O2分析儀控制系統(tǒng)。氧氣分析儀用來測量爐區(qū)CC段的氧含量，露點(diǎn)及氫氣含量。原設(shè)計(jì)用一套s7300控制，外方加密了控制程序，故障信息無法傳到HMI，有時(shí)會出現(xiàn)掃描混亂或停止掃描的現(xiàn)象，每次排除故障只能通過重新啟動(dòng)PLC來實(shí)現(xiàn)，給維護(hù)帶來很大難度；且HMI只有掃描的數(shù)據(jù)，缺乏控制性，數(shù)據(jù)不可靠，操作人員只能憑經(jīng)驗(yàn)，一直制約著產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計(jì)是甩掉S7300控制，在預(yù)熱爐PLC增加了遠(yuǎn)程站點(diǎn)，進(jìn)行硬件組態(tài)，并進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和編寫。共分為9路采集點(diǎn)，每一路由一個(gè)電磁閥控制，一個(gè)排汽泵和一個(gè)取樣泵，通過程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，所采集的氣體由分析儀進(jìn)行分析，輸出給PLC，最終由HMI顯示。當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超過上限或下限時(shí)監(jiān)控畫面產(chǎn)生報(bào)警信息。

共增加了四個(gè)程序段分別為：主程序段FC763；電磁閥控制功能塊FC764；氧分析儀數(shù)據(jù)到HMI功能塊FC765；電磁閥順序切換功能塊FC766。增加了HMI的監(jiān)視與控制功能。主程序段用來控制分析儀的起動(dòng)條件、報(bào)警條件、采樣數(shù)據(jù)解析和輸入輸出點(diǎn)的映射關(guān)系；電磁閥控制功能塊用來控制電磁閥輸出條件；氧分析儀數(shù)據(jù)到HMI功能塊是將分析好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紿MI顯示；電磁閥順序切換功能，是用來控制九路通道順序切換和手動(dòng)切換。

8）自制逆變器送電工具。在熱鍍鋅線上，如果某個(gè)逆變器故障，維檢人員排除故障后不能直接送直流源高電壓，原因是逆變器內(nèi)大電容瞬時(shí)短路，放電將快熔燒毀。現(xiàn)場送電時(shí)，維檢人員不得不將直流源停電然后再送電，直流源再次送電后直流電壓時(shí)緩慢增長這樣單個(gè)逆變器熔斷器不會爆掉。這樣就會導(dǎo)致一個(gè)問題：整段電停掉后，生產(chǎn)線就會停車，產(chǎn)生停車廢品，影響產(chǎn)品質(zhì)量。相關(guān)技術(shù)人員利用串聯(lián)電阻分壓的理論，自制逆變器送電工具。將三個(gè)阻值不等的燈泡串聯(lián)到母排電壓上，使快熔兩端的電壓逐漸上升到母排電壓，徹底解決了逆變器送電時(shí)燒快熔的難題，減少了不必要的停車事故。

9）改善卷徑計(jì)算程序降低故障率。熱鍍鋅自投產(chǎn)以來，入口開卷機(jī)卷徑在開車后，偶爾會出現(xiàn)小米數(shù)現(xiàn)象，即開卷機(jī)剩余米數(shù)與實(shí)際不符，開車后就進(jìn)入甩尾模式，這樣一是操作人員需手動(dòng)將入口段停止，再進(jìn)行開卷機(jī)芯軸二次膨脹才能解決；二是會影響入口速度和活套張力，嚴(yán)重時(shí)會造成導(dǎo)致全線停車，2011年出現(xiàn)過兩次導(dǎo)致停車的情況。通過技術(shù)人員認(rèn)真分析其控制程序，對卷徑計(jì)算原理進(jìn)行深入研究，得知卷徑的最終輸出是靠兩個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn)，一是卷徑計(jì)算功能塊，一是卷徑濾波功能塊。卷徑在入口上卷時(shí)是粗略計(jì)算，真正開始計(jì)算條件是通過1#張力輥2#輥速度大于10m/m開始，也就是說只要滿足條件，就會通過1#張力輥的線速度和開卷機(jī)的角速度計(jì)算卷徑，并將數(shù)據(jù)保存在DB存貯區(qū)內(nèi)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在入口段焊接完畢沒有運(yùn)行之前進(jìn)行的點(diǎn)動(dòng)動(dòng)作會導(dǎo)致卷徑計(jì)算程序的執(zhí)行，并保存計(jì)算結(jié)果。PDA數(shù)據(jù)顯示，在點(diǎn)動(dòng)過程中計(jì)算的卷徑經(jīng)常出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，當(dāng)入口運(yùn)行起來后且入口速度大于10 m，就會將先前計(jì)算的卷徑就會賦給卷徑濾波功能塊輸出最終卷徑，這是小米數(shù)產(chǎn)生的原因。我們采取的措施是，在入口開車之前對卷徑只是進(jìn)行粗略計(jì)算，不執(zhí)行卷徑計(jì)算功能塊，即在卷徑計(jì)算功能塊增加入口段運(yùn)行連鎖條件。通過修改控制程序，得到解決，效果良好。

3 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1）焊機(jī)接地預(yù)檢測和強(qiáng)制焊接功能。重新設(shè)計(jì)了焊機(jī)接地檢測回路，增加CR接觸器，用CR斷開下焊輪和出口下夾持板接地線之間的連接，設(shè)計(jì)了接地檢測程序，增加了一個(gè)用于啟動(dòng)接地檢測功能的按鈕，當(dāng)操作工按下接地檢測按鈕時(shí)，關(guān)鍵在于PLC只啟動(dòng)接地檢測功能，不啟動(dòng)焊接程序， 5秒鐘后如果下焊輪和出口下夾持板之間的電阻仍大于8歐姆，控制系統(tǒng)認(rèn)為焊機(jī)沒有接地，接地接檢測功能結(jié)束，提示操作工焊機(jī)具備焊接條件；5秒鐘后如果當(dāng)下焊輪和出口下夾持板之間的電阻小于8歐姆，焊機(jī)認(rèn)為焊輪接地，輸出一個(gè)信號，啟動(dòng)接地指示燈，提示操作工及時(shí)查找接地點(diǎn)，保證下次焊接的正常進(jìn)行。

2）焊縫跟蹤系統(tǒng)。關(guān)鍵在于帶鋼焊縫的自動(dòng)跟蹤，保證了帶鋼經(jīng)過氣刀及拉矯機(jī)時(shí)自動(dòng)打開與關(guān)閉的精度，避免了焊縫撞壞氣刀擋板及拉矯機(jī)碾壓焊縫造成焊縫撕裂產(chǎn)生的斷帶問題。特別之處在于HMI焊縫的實(shí)時(shí)顯示，使操作人員根據(jù)焊縫位置及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線速度及加熱爐內(nèi)控制參數(shù)，以保證帶鋼更換規(guī)格時(shí)所需的爐內(nèi)氣氛。

3）氧氣分析儀控制系統(tǒng)。關(guān)鍵點(diǎn)在于重新設(shè)計(jì)了氧氣分析儀控制程序，舍棄了原有的加密程序，創(chuàng)新點(diǎn)為在HMI上增加了新功能，能夠遠(yuǎn)程控制氧氣分析儀的吹掃與測量及故障信息的實(shí)時(shí)顯示。

4）HMI系統(tǒng)升級與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造。關(guān)鍵技術(shù)在于上位機(jī)與PLC通信接口的改變，更改了熱鍍鋅HMI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，擴(kuò)展了通信通道，徹底解決了由于網(wǎng)絡(luò)擁堵造成的通訊中斷故障。

參考文獻(xiàn)

[1]張漢榮，李路.連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線過程自動(dòng)化系統(tǒng)[A].第十一屆全國自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C].2006.endprint

7）開發(fā)了O2分析儀控制系統(tǒng)。氧氣分析儀用來測量爐區(qū)CC段的氧含量，露點(diǎn)及氫氣含量。原設(shè)計(jì)用一套s7300控制，外方加密了控制程序，故障信息無法傳到HMI，有時(shí)會出現(xiàn)掃描混亂或停止掃描的現(xiàn)象，每次排除故障只能通過重新啟動(dòng)PLC來實(shí)現(xiàn)，給維護(hù)帶來很大難度；且HMI只有掃描的數(shù)據(jù)，缺乏控制性，數(shù)據(jù)不可靠，操作人員只能憑經(jīng)驗(yàn)，一直制約著產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計(jì)是甩掉S7300控制，在預(yù)熱爐PLC增加了遠(yuǎn)程站點(diǎn)，進(jìn)行硬件組態(tài)，并進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和編寫。共分為9路采集點(diǎn)，每一路由一個(gè)電磁閥控制，一個(gè)排汽泵和一個(gè)取樣泵，通過程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，所采集的氣體由分析儀進(jìn)行分析，輸出給PLC，最終由HMI顯示。當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超過上限或下限時(shí)監(jiān)控畫面產(chǎn)生報(bào)警信息。

共增加了四個(gè)程序段分別為：主程序段FC763；電磁閥控制功能塊FC764；氧分析儀數(shù)據(jù)到HMI功能塊FC765；電磁閥順序切換功能塊FC766。增加了HMI的監(jiān)視與控制功能。主程序段用來控制分析儀的起動(dòng)條件、報(bào)警條件、采樣數(shù)據(jù)解析和輸入輸出點(diǎn)的映射關(guān)系；電磁閥控制功能塊用來控制電磁閥輸出條件；氧分析儀數(shù)據(jù)到HMI功能塊是將分析好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紿MI顯示；電磁閥順序切換功能，是用來控制九路通道順序切換和手動(dòng)切換。

8）自制逆變器送電工具。在熱鍍鋅線上，如果某個(gè)逆變器故障，維檢人員排除故障后不能直接送直流源高電壓，原因是逆變器內(nèi)大電容瞬時(shí)短路，放電將快熔燒毀?，F(xiàn)場送電時(shí)，維檢人員不得不將直流源停電然后再送電，直流源再次送電后直流電壓時(shí)緩慢增長這樣單個(gè)逆變器熔斷器不會爆掉。這樣就會導(dǎo)致一個(gè)問題：整段電停掉后，生產(chǎn)線就會停車，產(chǎn)生停車廢品，影響產(chǎn)品質(zhì)量。相關(guān)技術(shù)人員利用串聯(lián)電阻分壓的理論，自制逆變器送電工具。將三個(gè)阻值不等的燈泡串聯(lián)到母排電壓上，使快熔兩端的電壓逐漸上升到母排電壓，徹底解決了逆變器送電時(shí)燒快熔的難題，減少了不必要的停車事故。

9）改善卷徑計(jì)算程序降低故障率。熱鍍鋅自投產(chǎn)以來，入口開卷機(jī)卷徑在開車后，偶爾會出現(xiàn)小米數(shù)現(xiàn)象，即開卷機(jī)剩余米數(shù)與實(shí)際不符，開車后就進(jìn)入甩尾模式，這樣一是操作人員需手動(dòng)將入口段停止，再進(jìn)行開卷機(jī)芯軸二次膨脹才能解決；二是會影響入口速度和活套張力，嚴(yán)重時(shí)會造成導(dǎo)致全線停車，2011年出現(xiàn)過兩次導(dǎo)致停車的情況。通過技術(shù)人員認(rèn)真分析其控制程序，對卷徑計(jì)算原理進(jìn)行深入研究，得知卷徑的最終輸出是靠兩個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn)，一是卷徑計(jì)算功能塊，一是卷徑濾波功能塊。卷徑在入口上卷時(shí)是粗略計(jì)算，真正開始計(jì)算條件是通過1#張力輥2#輥速度大于10m/m開始，也就是說只要滿足條件，就會通過1#張力輥的線速度和開卷機(jī)的角速度計(jì)算卷徑，并將數(shù)據(jù)保存在DB存貯區(qū)內(nèi)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在入口段焊接完畢沒有運(yùn)行之前進(jìn)行的點(diǎn)動(dòng)動(dòng)作會導(dǎo)致卷徑計(jì)算程序的執(zhí)行，并保存計(jì)算結(jié)果。PDA數(shù)據(jù)顯示，在點(diǎn)動(dòng)過程中計(jì)算的卷徑經(jīng)常出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，當(dāng)入口運(yùn)行起來后且入口速度大于10 m，就會將先前計(jì)算的卷徑就會賦給卷徑濾波功能塊輸出最終卷徑，這是小米數(shù)產(chǎn)生的原因。我們采取的措施是，在入口開車之前對卷徑只是進(jìn)行粗略計(jì)算，不執(zhí)行卷徑計(jì)算功能塊，即在卷徑計(jì)算功能塊增加入口段運(yùn)行連鎖條件。通過修改控制程序，得到解決，效果良好。

3 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1）焊機(jī)接地預(yù)檢測和強(qiáng)制焊接功能。重新設(shè)計(jì)了焊機(jī)接地檢測回路，增加CR接觸器，用CR斷開下焊輪和出口下夾持板接地線之間的連接，設(shè)計(jì)了接地檢測程序，增加了一個(gè)用于啟動(dòng)接地檢測功能的按鈕，當(dāng)操作工按下接地檢測按鈕時(shí)，關(guān)鍵在于PLC只啟動(dòng)接地檢測功能，不啟動(dòng)焊接程序， 5秒鐘后如果下焊輪和出口下夾持板之間的電阻仍大于8歐姆，控制系統(tǒng)認(rèn)為焊機(jī)沒有接地，接地接檢測功能結(jié)束，提示操作工焊機(jī)具備焊接條件；5秒鐘后如果當(dāng)下焊輪和出口下夾持板之間的電阻小于8歐姆，焊機(jī)認(rèn)為焊輪接地，輸出一個(gè)信號，啟動(dòng)接地指示燈，提示操作工及時(shí)查找接地點(diǎn)，保證下次焊接的正常進(jìn)行。

2）焊縫跟蹤系統(tǒng)。關(guān)鍵在于帶鋼焊縫的自動(dòng)跟蹤，保證了帶鋼經(jīng)過氣刀及拉矯機(jī)時(shí)自動(dòng)打開與關(guān)閉的精度，避免了焊縫撞壞氣刀擋板及拉矯機(jī)碾壓焊縫造成焊縫撕裂產(chǎn)生的斷帶問題。特別之處在于HMI焊縫的實(shí)時(shí)顯示，使操作人員根據(jù)焊縫位置及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線速度及加熱爐內(nèi)控制參數(shù)，以保證帶鋼更換規(guī)格時(shí)所需的爐內(nèi)氣氛。

3）氧氣分析儀控制系統(tǒng)。關(guān)鍵點(diǎn)在于重新設(shè)計(jì)了氧氣分析儀控制程序，舍棄了原有的加密程序，創(chuàng)新點(diǎn)為在HMI上增加了新功能，能夠遠(yuǎn)程控制氧氣分析儀的吹掃與測量及故障信息的實(shí)時(shí)顯示。

4）HMI系統(tǒng)升級與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造。關(guān)鍵技術(shù)在于上位機(jī)與PLC通信接口的改變，更改了熱鍍鋅HMI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，擴(kuò)展了通信通道，徹底解決了由于網(wǎng)絡(luò)擁堵造成的通訊中斷故障。

參考文獻(xiàn)

[1]張漢榮，李路.連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線過程自動(dòng)化系統(tǒng)[A].第十一屆全國自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C].2006.endprint