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    中厚板軋后冷卻集管水量自動(dòng)標(biāo)定的程序設(shè)計(jì)

    2016-05-05 03:39陳藝明

    陳藝明

    摘 要:中厚板軋后冷卻系統(tǒng)采用多組集管供水實(shí)現(xiàn)鋼板軋后的快速冷卻,為了實(shí)現(xiàn)集管水量的快速精確控制,需要對(duì)每一個(gè)集管的水量曲線進(jìn)行標(biāo)定。在分析手動(dòng)標(biāo)定過程的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了適應(yīng)中厚板生產(chǎn)的水量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)并投入使用。實(shí)際效果表明,采用此系統(tǒng)進(jìn)行水量標(biāo)定,能夠比手動(dòng)標(biāo)定更加快速、節(jié)能,完全滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝要求。

    關(guān)鍵詞:軋后冷卻;水量曲線;自動(dòng)標(biāo)定

    中圖分類號(hào):TG 335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2016)12-0001-03

    某中板軋鋼廠軋后冷卻系統(tǒng)共有7組集管,每組集管共有上下各一組水嘴。為了達(dá)到節(jié)能的目的,必須保證集管能夠在最短的時(shí)間達(dá)到設(shè)定水量區(qū)間范圍。因此必須對(duì)每組集管進(jìn)行水量曲線標(biāo)定,以實(shí)現(xiàn)集管水量調(diào)節(jié)的快速響應(yīng)。

    1 水量曲線標(biāo)定方法

    軋后冷卻系統(tǒng)中每組集管有一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)流量計(jì)參與水量控制,通過記錄調(diào)節(jié)閥開口度數(shù)值與對(duì)應(yīng)流量計(jì)反饋值即可得出該組集管的水量與調(diào)節(jié)閥開口度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)記錄的數(shù)據(jù)足夠多時(shí),就能夠在坐標(biāo)軸上模擬出該組集管的水量——調(diào)節(jié)閥開口度曲線,這就是水量曲線標(biāo)定的基本原理。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,控制程序通過設(shè)定水量與該組集管的水量曲線進(jìn)行比較計(jì)算,即可得出設(shè)定水量對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)閥開口度數(shù)值,因此標(biāo)定出準(zhǔn)確的水量曲線對(duì)于控制系統(tǒng)精度來說顯得至關(guān)重要。

    如果每組集管都采用人工手動(dòng)標(biāo)定的方式,需要記錄的數(shù)據(jù)量巨大且耗能耗時(shí),一旦某個(gè)數(shù)據(jù)記錄出錯(cuò),將有可能導(dǎo)致生產(chǎn)中水量控制出現(xiàn)錯(cuò)誤,給現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)埋下巨大隱患。因此設(shè)計(jì)出一種適合現(xiàn)場(chǎng)使用的水量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)就顯得至關(guān)重要。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)算,當(dāng)自動(dòng)標(biāo)定數(shù)據(jù)與手動(dòng)數(shù)據(jù)誤差在5%以內(nèi)時(shí),對(duì)于水量控制精度無影響。

    2 集管水量自動(dòng)標(biāo)定的程序設(shè)計(jì)

    通過分析人工手動(dòng)標(biāo)定的全過程,能夠得出水量手動(dòng)標(biāo)定的全過程,如圖1所示。

    通過上圖可以得出,手動(dòng)標(biāo)定過程比較簡(jiǎn)單且為重復(fù)性工作,符合自動(dòng)標(biāo)定程序設(shè)計(jì)的基本要求。建立自動(dòng)標(biāo)定流程圖,如圖2所示。

    某中板軋鋼廠軋后冷卻系統(tǒng)采用的是西門子S7-400系列PLC,根據(jù)此流程圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì),具體實(shí)施方案如下:

    ①建立集管標(biāo)定專用數(shù)據(jù)塊,記錄集管開口度和對(duì)應(yīng)的流量值,如圖3所示。

    ②編制專用功能塊。自動(dòng)標(biāo)定專用功能采用SCL語言進(jìn)行編寫,具體代碼如下:

    FUNCTION FC700: VOID

    TITLE = 'FC_Auto_Scaling'

    VAR_INPUT

    No_Adress:INT; //DB塊地址

    Flux_Act:REAL; //實(shí)際流量反饋

    Adjust_In:INT; //調(diào)節(jié)閥反饋

    Min_Open:REAL; //開口度下限

    Max_Open:REAL; //開口度上限

    i:INT; //循環(huán)變量

    Delay:BOOL; //時(shí)間延時(shí)

    END_VAR

    VAR_IN_OUT

    END_VAR

    VAR_OUTPUT

    DONE:BOOL; //數(shù)據(jù)記錄完成

    ERROR:INT; //報(bào)警

    READY:BOOL; //調(diào)節(jié)閥到位

    Adjust_Out:INT; //調(diào)節(jié)閥輸出(0-27648)

    Open_Act:REAL; //實(shí)際開口度(0-100)

    Open_Set:REAL; //設(shè)定開口度(0-100)

    delta_step:REAL; //調(diào)節(jié)閥步長(zhǎng)

    END_VAR

    VAR_TEMP

    END_VAR

    DONE := 0;

    delta_step :=(Max_Open-Min_Open)/19.0; //計(jì)算開口度步長(zhǎng);

    Adjust_Out := REAL_TO_INT((Min_Open + (i-1)*delta_step)*276.48);//下一步開口度設(shè)定(0-27648);

    Open_Set := INT_TO_REAL(Adjust_Out)/276.48;//設(shè)定開口度輸出

    Open_Act := INT_TO_REAL(Adjust_In)/276.48;//反饋開口度輸出;

    IF (Adjust_Out - Adjust_In) > 300 OR (Adjust_Out - Adjust_In) < -300 THEN;

    ERROR := 3;//調(diào)節(jié)閥報(bào)警;

    ELSIF Delay = 0 AND (Adjust_Out - Adjust_In) < 500 AND (Adjust_Out - Adjust_In) >-500 THEN;

    READY := 1;//調(diào)節(jié)閥調(diào)整到位;

    ERROR := 0;

    ELSIF Delay =1AND (Adjust_Out - Adjust_In) < 500 AND (Adjust_Out - Adjust_In) > -500 THEN // 數(shù)據(jù)輸出;

    "0.2kg_auto_scaling_data".DB_No[No_Adress].DB_Auto_Sca

    ling[i].Open := Open_Set;//設(shè)定開口度輸出到DB塊;

    "0.2kg_auto_scaling_data".DB_No[No_Adress].DB_Auto_Sca

    ling[i].Flux := Flux_Act;//流量輸出到DB塊;

    READY := 0;

    DONE := 1; //完成標(biāo)志

    END_IF;

    END_FUNCTION

    ③在執(zhí)行程序中進(jìn)行調(diào)用,部分程序,如圖4所示。

    3 集管水量自動(dòng)標(biāo)定的界面設(shè)計(jì)

    為了方便操作人員隨時(shí)對(duì)集管水量進(jìn)行標(biāo)定,必須在HMI界面上制作標(biāo)定專用畫面。經(jīng)過操作人員的實(shí)際標(biāo)定操作,標(biāo)定界面必須能夠方便操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)集管開啟情況和水量信息的查看,最終界面,如圖5所示。

    這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有:

    ①能夠在同一個(gè)界面上觀察到所有集管調(diào)節(jié)閥開啟情況和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際水量情況;

    ②采用柱狀圖形式能夠方便操作人員對(duì)集管間水量的比較;

    ③標(biāo)定操作區(qū)域設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,只需輸入基本數(shù)據(jù)后點(diǎn)擊按鈕,系統(tǒng)即可開啟標(biāo)定。

    4 實(shí)際應(yīng)用效果

    為了檢驗(yàn)自動(dòng)標(biāo)定程序是否可行,對(duì)同一組集管進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)標(biāo)定各一次,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),見表1。

    轉(zhuǎn)換成曲線圖,如圖6所示。

    由表1和圖6可以看出,對(duì)同一集管來說,手動(dòng)標(biāo)定和自動(dòng)標(biāo)定除了在小開口度(開口度小于20%)情況下差值大于5%,在其余開口度時(shí),兩者差值百分比均小于3%。由于在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)小開口度區(qū)間范圍基本不使用,因此該自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)完全能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。

    5 結(jié) 語

    ①通過對(duì)比可以得出該自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)完全滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的精度要求(誤差小于5%)。

    ②該系統(tǒng)投入使用后,解決了人工標(biāo)定過程中容易出現(xiàn)的數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤現(xiàn)象,由于標(biāo)定所需時(shí)間大大減少,因此發(fā)現(xiàn)水量曲線不夠精確時(shí)能夠隨時(shí)進(jìn)行重新標(biāo)定。

    ③該系統(tǒng)主要通過時(shí)間延時(shí)進(jìn)行精度控制,因此通過改變延時(shí)條件可進(jìn)一步提高精度。

    ④該系統(tǒng)的成功開發(fā)對(duì)于其他采用相似設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)具有借鑒意義。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 王國棟.以超快速冷卻為核心的新一代TMCP技術(shù)[J].上海金屬,2008,(2).

    [2] 李冰,方敏,汪洪波.模糊PID液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].合肥工業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,(11).

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