摘要：本文針對(duì)步進(jìn)式加熱爐的工藝流程，利用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)出步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)線的演示系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠反映實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的監(jiān)控過(guò)程。 關(guān)鍵詞：加熱爐；演示系統(tǒng)；組態(tài)王軟件 [align=center]Design of Demonstration System for Reheating Furnace Production Line Based on Kingview He Ping,Chen Hua,Lou Yi （College of Electrical Engineering, Xinjiang University,Urumqi Xinjiang 830008） 賀平，陳華，婁毅 （新疆大學(xué) 電氣工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊，830008）[/align] Abstract: This article designed Demonstration System for Walking Beam Furnace Production Line by using of kingview software,against prosess of Walking Beam Furnace. Experimental results of operation showed that this system could Reflect Monitoring process of Actual Industrial Field. Keywords：Reheating Furnace；Demonstration System；kingview software 1 加熱爐概述 步進(jìn)式加熱爐是對(duì)軋制前的鋼坯進(jìn)行加熱。爐型的結(jié)構(gòu)為三段式連續(xù)加熱，即預(yù)熱段、加熱段、均熱段。加熱段和均熱段頂部采用平焰燒嘴[1]。 加溫方式：預(yù)熱段利用煙氣對(duì)鋼坯進(jìn)行緩慢加熱，降低鋼坯的熱應(yīng)力；加熱段快速加熱，減少鋼坯在高溫區(qū)的停留時(shí)間以減少氧化和脫碳；均熱段控制鋼坯表面溫度不再升高的情況下，消除由于強(qiáng)化加熱而造成的較大斷面溫差即“黑印”。 加熱爐的裝、出料方式為側(cè)進(jìn)側(cè)出。鋼坯在上料臺(tái)架上由拉鋼機(jī)逐根拉至分鋼機(jī)，輸送到爐前裝料輥道上，采用控制爐內(nèi)懸臂輥道速度的方法，使鋼坯在爐內(nèi)輥道上準(zhǔn)確定位，由對(duì)齊推鋼機(jī)將鋼坯推到固定梁上，由步進(jìn)梁通過(guò)后退、上升、前進(jìn)和下降正循環(huán)，一步一步地把加熱好的鋼坯輸送到爐子的出料端，最后由出料端的爐內(nèi)懸臂輥道將鋼坯送出爐外。相反，當(dāng)爐子檢修或出現(xiàn)事故時(shí)，步進(jìn)梁通過(guò)上升、后退、下降和前進(jìn)逆循環(huán)，將鋼坯由出料端退回到裝料端。 2 組態(tài)王軟件 組態(tài)王是一個(gè)有豐富功能的數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件?？捎糜诠I(yè)自動(dòng)化的過(guò)程控制和管理監(jiān)控。為系統(tǒng)工程師提供了集成、靈活、易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，能夠快速建立、測(cè)試和部署自動(dòng)化應(yīng)用，來(lái)連接、傳遞和記錄實(shí)時(shí)信息。使用戶可以實(shí)時(shí)查看和控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程[2]。 組態(tài)王的主要功能： （1）豐富的人機(jī)界面功能，可視化操作界面，真彩顯示圖形、豐富的圖庫(kù)； （2）強(qiáng)大的通訊能力； （3）先進(jìn)的報(bào)警和事件管理； （4）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能。 用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫面制作工具，完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。組態(tài)王功能圖如圖1所示。 [align=center] 圖1組態(tài)王功能圖[/align] 建立應(yīng)用程序可分為四個(gè)步驟：設(shè)計(jì)圖形界面；構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)；建立動(dòng)畫連接；運(yùn)行和調(diào)試。 這四個(gè)部分常常是交錯(cuò)進(jìn)行的。在用TOUCHMAK構(gòu)造應(yīng)用程序之前，要仔細(xì)規(guī)劃項(xiàng)目，主要考慮三方面問(wèn)題：圖形；數(shù)據(jù)；動(dòng)畫。 3 加熱爐生產(chǎn)線流程的模擬設(shè)計(jì) 采用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)加熱爐控制畫面，用以模擬實(shí)際的生產(chǎn)工藝過(guò)程。設(shè)計(jì)時(shí)簡(jiǎn)化了加熱爐生產(chǎn)的工藝過(guò)程，著重對(duì)鋼坯進(jìn)爐、推鋼機(jī)、步進(jìn)梁、加溫、檢測(cè)和出鋼的控制進(jìn)行了設(shè)計(jì),加熱爐生產(chǎn)線演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖2所示。 [align=center] 圖2 加熱爐生產(chǎn)線演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖[/align] 4 系統(tǒng)組態(tài) 打開組態(tài)王環(huán)境，建立工程項(xiàng)目后即可 制作工程畫面。工程畫面制作是在用戶窗口內(nèi)完成的，在組態(tài)王的設(shè)備工具箱中，選取系統(tǒng)所用到的硬件設(shè)備，放到合適的位置，讓系統(tǒng)中的物料流動(dòng)構(gòu)成一個(gè)閉合回路，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面[3]。加熱爐生產(chǎn)線演示控制系統(tǒng)組態(tài)畫面如圖3所示。 [align=center] 圖3 加熱爐生產(chǎn)工藝線演示系統(tǒng)畫面[/align] 4.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 數(shù)據(jù)對(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程也就是定義數(shù)據(jù)對(duì)象的過(guò)程。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等[4]。爐溫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)如圖4示。 [align=center] 圖4爐溫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)[/align] 加熱爐內(nèi)不同段的溫度控制，是軋制前對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱的保證，為了能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加熱爐的預(yù)熱段、加熱段、均熱段的溫度變化，設(shè)計(jì)三段爐溫曲線控制畫面如圖5所示。 [align=center] 圖5爐溫控制畫面[/align] 4.2 動(dòng)畫設(shè)置 由圖形對(duì)象搭制而成的圖形畫面是靜止不動(dòng)的，需要對(duì)這些圖形對(duì)象進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，真實(shí)地描述生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化，達(dá)到過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。 組態(tài)王實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。 動(dòng)畫連接是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。即建立的“監(jiān)控中心”，畫面上的進(jìn)鋼、出鋼、推鋼以及噴火等的動(dòng)作，與設(shè)定的開關(guān)量相對(duì)應(yīng)，可得到一個(gè)反映實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的監(jiān)控畫面，鋼坯移動(dòng)動(dòng)畫屬性如圖6所示。 [align=center] 圖6 鋼坯移動(dòng)動(dòng)畫屬性[/align] 4.3 控制策略 控制系統(tǒng)的優(yōu)劣取決于控制策略，加熱爐控制演示系統(tǒng)策略分為：?jiǎn)?dòng)策略、恢復(fù)策略、推鋼出鋼、步進(jìn)梁策略、溫度曲線策略、停止策略等。 系統(tǒng)組態(tài)完成后，根據(jù)控制策略，完成系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試。 5 結(jié)束語(yǔ) 采用組態(tài)王控制策略一一圖形組態(tài)法，設(shè)計(jì)出步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)線的演示系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠反應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控過(guò)程，該組態(tài)控制軟件具有精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)及監(jiān)控界面簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，降低故障發(fā)生率，增加系統(tǒng)控制靈活度，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn)： [1] 曹曉嶺.加熱爐工藝技術(shù)規(guī)程[S]，八一鋼鐵公司文件.2004年2月 [2] 北京亞控科技發(fā)展有限公司.組態(tài)王65A培訓(xùn)教程[M] .北京：2005年5月 [3] 馬國(guó)華.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001年. [4] 建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2005，26（8）：827～830。 作者簡(jiǎn)介： 賀平（1957-）女，實(shí)驗(yàn)師, 從事實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與研究， heping15@126.com，13909918506； 陳華 （1964-）女，副教授，從事控制理論和仿真教學(xué)與研究，xj-chenhua@163.Com； 婁毅 （1958-）男，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，從事實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與研究，xjdxlouyi@sohu.com 13579215632。 通訊地址：新疆大學(xué)（北校區(qū)）電氣工程學(xué)院 ，賀平，830008 。