楊占山

摘 要 文章介紹了邯鋼熱基鍍鋅自動控制系統(tǒng)主要技術(shù)特點，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，一直時斷時續(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)備運行報漏設(shè)計缺陷和安裝缺陷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏，負(fù)責(zé)該項目的相關(guān)人員，結(jié)合邯鋼實際、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)了焊機接地預(yù)檢測功能。由于本機組所使用的焊機工作原理是采用很大的電流（約為1.3萬安培）來實現(xiàn)兩卷帶鋼的焊接，這樣，在每次焊接高強板完成之后，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，而其焊接時要求焊機焊輪不能接地，并且其只有在焊接時才啟動接地檢測功能，這樣，如果焊輪接地勢必因為接地?zé)o法焊接，即使及時處理問題也因為焊接時間不夠，導(dǎo)致工藝段降速甚至停車，為此我們增加了焊機在線檢測接地的控制思想，從而使焊機在不焊接時也能進行接地檢測，當(dāng)進行在線接地檢測時，如果有接地現(xiàn)象，接地指示燈亮，且觸摸屏顯示接地報警，提醒操作人員焊機接地，不能完成焊接程序，請操作人員及時清理焊輪鐵屑和雜質(zhì)，保證焊輪清潔，從而為下次焊接時提供充足的焊接時間。

2）優(yōu)化了焊機焊接電流控制系統(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）。

通過對焊機的長期生產(chǎn)實踐證明，在焊接參數(shù)優(yōu)化的情況下通過對焊縫強度的檢驗，都大大超過母材的強度。經(jīng)過優(yōu)化后的焊機焊接帶鋼厚度達(dá)到3.5 mm，焊后厚差不超過10%，帶鋼的焊縫進行彎曲拉矯試驗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)計加熱爐點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，這是因為在檢修爐區(qū)時經(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。實際運行效果表明該優(yōu)化是科學(xué)的，該設(shè)計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I/O模板，如果模板損壞就會報網(wǎng)絡(luò)通訊故障，查找故障只能指定到相應(yīng)ET200站下，不能看出此站點下的具體哪個模板壞，實際處理事故時都是電氣人員挨個換模板，直到把損壞的模板換掉才能判斷故障點，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間，給維護及生產(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站硬件配置進行修改，實現(xiàn)IO模板的熱插拔功能，并實現(xiàn)模板的在線診斷功能。同時將全線ET200站進行統(tǒng)計，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)問題后電氣維護人員能夠在第一時間找到故障站點及相應(yīng)模板，為電氣事故的搶修爭取了寶貴的時間，不僅能夠減少處理時間，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)過氣刀時不能自動打開的現(xiàn)象，原因是焊縫跟蹤出現(xiàn)誤差，致使跟蹤米數(shù)錯誤，造成氣刀被掛壞，嚴(yán)重時會造成停車事故。在原設(shè)計中，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行計數(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)過長時間讀程序，找出了實際位置的修改處，并對其進行了修改，但是焊縫過氣刀時事故還是頻繁出現(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)進行研究，并對其創(chuàng)新。最終制定重新設(shè)計PLC程序，研究編碼器的計數(shù)格式，實地測量計數(shù)輥徑，和各設(shè)備之間的距離，編寫計數(shù)公式，實現(xiàn)焊縫精確定位，并在HMI上添加實時跟蹤標(biāo)記。對焊縫跟蹤進行優(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。實現(xiàn)了焊縫在HMI上的實時顯示功能，能夠從HMI上顯示焊縫的實際位置。

6）優(yōu)化HMI系統(tǒng)。原設(shè)計中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)均裝有獨立的I/O Server接口程序，同時與PLC通信，PLC要單獨處理每臺HMI的請求，增加了PLC的負(fù)擔(dān)。在實際生產(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)驗證，HMI系統(tǒng)運行正常，沒有出現(xiàn)過因HMI系統(tǒng)改進而影響正常操作、數(shù)據(jù)顯示錯誤、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，露點及氫氣含量。原設(shè)計用一套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PLC來實現(xiàn)，給維護帶來很大難度；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，一直制約著產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計是甩掉S7300控制，在預(yù)熱爐PLC增加了遠(yuǎn)程站點，進行硬件組態(tài)，并進行程序設(shè)計和編寫。共分為9路采集點，每一路由一個電磁閥控制，一個排汽泵和一個取樣泵，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)超過上限或下限時監(jiān)控畫面產(chǎn)生報警信息。

共增加了四個程序段分別為：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條件、報警條件、采樣數(shù)據(jù)解析和輸入輸出點的映射關(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切換。

8）自制逆變器送電工具。在熱鍍鋅線上，如果某個逆變器故障，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)大電容瞬時短路，放電將快熔燒毀?，F(xiàn)場送電時，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緩慢增長這樣單個逆變器熔斷器不會爆掉。這樣就會導(dǎo)致一個問題：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燒快熔的難題，減少了不必要的停車事故。

9）改善卷徑計算程序降低故障率。熱鍍鋅自投產(chǎn)以來，入口開卷機卷徑在開車后，偶爾會出現(xiàn)小米數(shù)現(xiàn)象，即開卷機剩余米數(shù)與實際不符，開車后就進入甩尾模式，這樣一是操作人員需手動將入口段停止，再進行開卷機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，對卷徑計算原理進行深入研究，得知卷徑的最終輸出是靠兩個功能塊實現(xiàn)，一是卷徑計算功能塊，一是卷徑濾波功能塊。卷徑在入口上卷時是粗略計算，真正開始計算條件是通過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的角速度計算卷徑，并將數(shù)據(jù)保存在DB存貯區(qū)內(nèi)，同時發(fā)現(xiàn)，在入口段焊接完畢沒有運行之前進行的點動動作會導(dǎo)致卷徑計算程序的執(zhí)行，并保存計算結(jié)果。PDA數(shù)據(jù)顯示，在點動過程中計算的卷徑經(jīng)常出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，當(dāng)入口運行起來后且入口速度大于10 m，就會將先前計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行粗略計算，不執(zhí)行卷徑計算功能塊，即在卷徑計算功能塊增加入口段運行連鎖條件。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

1）焊機接地預(yù)檢測和強制焊接功能。重新設(shè)計了焊機接地檢測回路，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)計了接地檢測程序，增加了一個用于啟動接地檢測功能的按鈕，當(dāng)操作工按下接地檢測按鈕時，關(guān)鍵在于PLC只啟動接地檢測功能，不啟動焊接程序， 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)為焊機沒有接地，接地接檢測功能結(jié)束，提示操作工焊機具備焊接條件；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，焊機認(rèn)為焊輪接地，輸出一個信號，啟動接地指示燈，提示操作工及時查找接地點，保證下次焊接的正常進行。

2）焊縫跟蹤系統(tǒng)。關(guān)鍵在于帶鋼焊縫的自動跟蹤，保證了帶鋼經(jīng)過氣刀及拉矯機時自動打開與關(guān)閉的精度，避免了焊縫撞壞氣刀擋板及拉矯機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焊縫的實時顯示，使操作人員根據(jù)焊縫位置及時調(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)格時所需的爐內(nèi)氣氛。

3）氧氣分析儀控制系統(tǒng)。關(guān)鍵點在于重新設(shè)計了氧氣分析儀控制程序，舍棄了原有的加密程序，創(chuàng)新點為在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時顯示。

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)線過程自動化系統(tǒng)[A].第十一屆全國自動化應(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，露點及氫氣含量。原設(shè)計用一套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PLC來實現(xiàn)，給維護帶來很大難度；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，一直制約著產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計是甩掉S7300控制，在預(yù)熱爐PLC增加了遠(yuǎn)程站點，進行硬件組態(tài)，并進行程序設(shè)計和編寫。共分為9路采集點，每一路由一個電磁閥控制，一個排汽泵和一個取樣泵，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)超過上限或下限時監(jiān)控畫面產(chǎn)生報警信息。

共增加了四個程序段分別為：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條件、報警條件、采樣數(shù)據(jù)解析和輸入輸出點的映射關(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切換。

8）自制逆變器送電工具。在熱鍍鋅線上，如果某個逆變器故障，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)大電容瞬時短路，放電將快熔燒毀?，F(xiàn)場送電時，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緩慢增長這樣單個逆變器熔斷器不會爆掉。這樣就會導(dǎo)致一個問題：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燒快熔的難題，減少了不必要的停車事故。

9）改善卷徑計算程序降低故障率。熱鍍鋅自投產(chǎn)以來，入口開卷機卷徑在開車后，偶爾會出現(xiàn)小米數(shù)現(xiàn)象，即開卷機剩余米數(shù)與實際不符，開車后就進入甩尾模式，這樣一是操作人員需手動將入口段停止，再進行開卷機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，對卷徑計算原理進行深入研究，得知卷徑的最終輸出是靠兩個功能塊實現(xiàn)，一是卷徑計算功能塊，一是卷徑濾波功能塊。卷徑在入口上卷時是粗略計算，真正開始計算條件是通過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的角速度計算卷徑，并將數(shù)據(jù)保存在DB存貯區(qū)內(nèi)，同時發(fā)現(xiàn)，在入口段焊接完畢沒有運行之前進行的點動動作會導(dǎo)致卷徑計算程序的執(zhí)行，并保存計算結(jié)果。PDA數(shù)據(jù)顯示，在點動過程中計算的卷徑經(jīng)常出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，當(dāng)入口運行起來后且入口速度大于10 m，就會將先前計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行粗略計算，不執(zhí)行卷徑計算功能塊，即在卷徑計算功能塊增加入口段運行連鎖條件。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

1）焊機接地預(yù)檢測和強制焊接功能。重新設(shè)計了焊機接地檢測回路，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)計了接地檢測程序，增加了一個用于啟動接地檢測功能的按鈕，當(dāng)操作工按下接地檢測按鈕時，關(guān)鍵在于PLC只啟動接地檢測功能，不啟動焊接程序， 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)為焊機沒有接地，接地接檢測功能結(jié)束，提示操作工焊機具備焊接條件；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，焊機認(rèn)為焊輪接地，輸出一個信號，啟動接地指示燈，提示操作工及時查找接地點，保證下次焊接的正常進行。

2）焊縫跟蹤系統(tǒng)。關(guān)鍵在于帶鋼焊縫的自動跟蹤，保證了帶鋼經(jīng)過氣刀及拉矯機時自動打開與關(guān)閉的精度，避免了焊縫撞壞氣刀擋板及拉矯機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焊縫的實時顯示，使操作人員根據(jù)焊縫位置及時調(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)格時所需的爐內(nèi)氣氛。

3）氧氣分析儀控制系統(tǒng)。關(guān)鍵點在于重新設(shè)計了氧氣分析儀控制程序，舍棄了原有的加密程序，創(chuàng)新點為在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時顯示。

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)線過程自動化系統(tǒng)[A].第十一屆全國自動化應(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，露點及氫氣含量。原設(shè)計用一套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PLC來實現(xiàn)，給維護帶來很大難度；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，一直制約著產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計是甩掉S7300控制，在預(yù)熱爐PLC增加了遠(yuǎn)程站點，進行硬件組態(tài)，并進行程序設(shè)計和編寫。共分為9路采集點，每一路由一個電磁閥控制，一個排汽泵和一個取樣泵，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)超過上限或下限時監(jiān)控畫面產(chǎn)生報警信息。

共增加了四個程序段分別為：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條件、報警條件、采樣數(shù)據(jù)解析和輸入輸出點的映射關(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切換。

8）自制逆變器送電工具。在熱鍍鋅線上，如果某個逆變器故障，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)大電容瞬時短路，放電將快熔燒毀?，F(xiàn)場送電時，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緩慢增長這樣單個逆變器熔斷器不會爆掉。這樣就會導(dǎo)致一個問題：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燒快熔的難題，減少了不必要的停車事故。

9）改善卷徑計算程序降低故障率。熱鍍鋅自投產(chǎn)以來，入口開卷機卷徑在開車后，偶爾會出現(xiàn)小米數(shù)現(xiàn)象，即開卷機剩余米數(shù)與實際不符，開車后就進入甩尾模式，這樣一是操作人員需手動將入口段停止，再進行開卷機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，對卷徑計算原理進行深入研究，得知卷徑的最終輸出是靠兩個功能塊實現(xiàn)，一是卷徑計算功能塊，一是卷徑濾波功能塊。卷徑在入口上卷時是粗略計算，真正開始計算條件是通過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的角速度計算卷徑，并將數(shù)據(jù)保存在DB存貯區(qū)內(nèi)，同時發(fā)現(xiàn)，在入口段焊接完畢沒有運行之前進行的點動動作會導(dǎo)致卷徑計算程序的執(zhí)行，并保存計算結(jié)果。PDA數(shù)據(jù)顯示，在點動過程中計算的卷徑經(jīng)常出現(xiàn)偏小的現(xiàn)象，當(dāng)入口運行起來后且入口速度大于10 m，就會將先前計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行粗略計算，不執(zhí)行卷徑計算功能塊，即在卷徑計算功能塊增加入口段運行連鎖條件。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

1）焊機接地預(yù)檢測和強制焊接功能。重新設(shè)計了焊機接地檢測回路，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)計了接地檢測程序，增加了一個用于啟動接地檢測功能的按鈕，當(dāng)操作工按下接地檢測按鈕時，關(guān)鍵在于PLC只啟動接地檢測功能，不啟動焊接程序， 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)為焊機沒有接地，接地接檢測功能結(jié)束，提示操作工焊機具備焊接條件；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，焊機認(rèn)為焊輪接地，輸出一個信號，啟動接地指示燈，提示操作工及時查找接地點，保證下次焊接的正常進行。

2）焊縫跟蹤系統(tǒng)。關(guān)鍵在于帶鋼焊縫的自動跟蹤，保證了帶鋼經(jīng)過氣刀及拉矯機時自動打開與關(guān)閉的精度，避免了焊縫撞壞氣刀擋板及拉矯機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焊縫的實時顯示，使操作人員根據(jù)焊縫位置及時調(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)格時所需的爐內(nèi)氣氛。

3）氧氣分析儀控制系統(tǒng)。關(guān)鍵點在于重新設(shè)計了氧氣分析儀控制程序，舍棄了原有的加密程序，創(chuàng)新點為在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時顯示。

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)線過程自動化系統(tǒng)[A].第十一屆全國自動化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C].2006.endprint