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韓雷 （1972－）男 ,工程師 ,（上海通鑄阿塞克自動(dòng)化公司，上海 200083）主要從事各類工業(yè)自動(dòng)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(jià)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(shí)多任務(wù)設(shè)計(jì)理念，所以非常適宜使用在對(duì)實(shí)時(shí)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(shí)性，以滿足對(duì)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(dòng)臺(tái)相比液壓伺服自振式結(jié)晶器有以下優(yōu)點(diǎn)：
·傳動(dòng)重量輕且具有很高的運(yùn)動(dòng)精度。
·振幅、振頻、NSR、振動(dòng)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：
圖1 控制系統(tǒng)框圖
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(hào)都是由它進(jìn)行檢測(cè)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(cè)伺服油缸位移傳感器實(shí)際位置信號(hào)及發(fā)出伺服閥位置控制信號(hào)；
(3) 模擬量輸入卡 (4 x 0-20mA) 7AI774.70,檢測(cè)實(shí)際拉速、油缸壓力 A、油缸壓力 B、伺服閥位置反饋信號(hào)；
(4) 板載 10 路數(shù)字量輸入,檢測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)、停止、上升、下降、工作方式選擇等開關(guān)量信號(hào)；
(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(hào)。
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(duì)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(shí)多任務(wù)，用戶可以為自己的程序段設(shè)定循環(huán)時(shí)間。系統(tǒng)提供了五個(gè)不同時(shí)間及不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)等級(jí)。這樣在編程時(shí)一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目可以分成多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)來完成，每個(gè)任務(wù)都有獨(dú)立的程序部分，使整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)化，而且每個(gè)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(gè)項(xiàng)目的調(diào)試及故障處理變得非常簡(jiǎn)單。
鑒于結(jié)晶器振動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，控制程序設(shè)計(jì)時(shí)劃分為幾個(gè)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(shì)繪制、通訊參數(shù)傳送等。
（2） 定時(shí)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(cè)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(dòng)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：
圖2 程序流程圖
4 監(jiān)控畫面
在現(xiàn)代的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，友好的計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面是必不可少的，它可以極大的提高整套系統(tǒng)的可操作性及易用性，一般計(jì)算機(jī)工作站監(jiān)控軟件使用組態(tài)軟件如：iFix、WINCC、RSVIEW32等，此類軟件使用方便，功能強(qiáng)大，開發(fā)周期短。組態(tài)工作完成后可進(jìn)入實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，可對(duì)PLC參數(shù)進(jìn)行讀寫，可將系統(tǒng)變量參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)以文本和各種形式的圖形畫面（棒形圖、趨勢(shì)圖、自由格式畫面等形式）通過CRT顯示出來，供現(xiàn)場(chǎng)操作人員監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)實(shí)際情況可通過鍵盤進(jìn)行畫面選擇，非常方便地對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。
監(jiān)控畫面應(yīng)包括：參數(shù)設(shè)定畫面、系統(tǒng)狀態(tài)畫面、結(jié)晶器遠(yuǎn)程操作畫面、趨勢(shì)圖畫面、報(bào)警畫面等。如圖3所示。
圖3 監(jiān)控畫面示意圖
5 結(jié)束語
由于貝加萊PP41控制設(shè)備可實(shí)現(xiàn)分時(shí)多任務(wù)控制，很好的滿足了對(duì)實(shí)時(shí)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(jià)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.
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)