基于VTOOL软件的轧件定位控制系统的升级与改进

摘　要：主要介绍了中型轧线定位控制系统的升级，包括网络TC-net，监控软件IFIX，编程软件VTOOL，数据采集系统软件ODG等，该系统对生产中存在的轧件在辊道上定位不稳定，定尺长度不准等问题进行分析并改进，提高了定尺率。

关键词：TC-net　ODG　VTOOL　定位

中图分类号：TP311

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）006-103-02

1 引言

中型轧线一级PLC控制系统原采用的是东芝T3H系列PLC，随着中型线生产能力的提高，原控制系统已不能适应现场生产的实际需要，为此，现在采用东芝NV系列控制系统代替原T3H系列控制系统，同时对系统网络平台和监控系统进行相应升级。

2 系统概述

莱钢中型型钢生产线是一条具备国际90年代先进水平的连轧短流程生产线，其主体生产线可以分成加热炉区、粗轧区、精轧区、热锯/冷床/矫直区、编组/冷锯/检查床区、码垛区、打捆/成品/剔除区等7个生产区域，其各个区域之间的轧件搬送就是通过辊道运行来完成的，因此辊道在中型生产线上作为连接各个区域的纽带起着至关重要的作用。

对轧件进行定位控制主要是控制轧件在各个区域辊道上的运行状况，何时加速、减速，何时启动、停止等。因此必须经过缜密的测算，才能够掌握轧件定位所要达到的目标。

3 系统升级改造

3.1 硬件改造

3.1.1 系统控制器改造

在系统控制器方面，使用东芝NV系列控制器代替原T3H系列控制器，将原CPU模板拆除，更换为新型的PU866模板。

3.1.2 网络改造

(1)系统网络

系统网络平台由更先进的TC-net网络取代原TOSLINE-S20网络，通讯介质由粗缆连接方式改为光纤通讯，原系统远程站的站间的通讯线路重新布线。

(2)数据处理模式

新系统采用了数据集中处理模式。原系统9个系统相对独立，系统升级后，整个一级系统以TC-net网络构建的星型网络为骨干，所有9套NV控制器和9套远程I/O都挂在这个星型网络上，所有远程I/O为所有9套NV控制器共用，数据共享。

(3)监控系统网络

全线监控系统由原10M EtherNet升级为100M EtherNet，通讯介质由原来的同轴电缆升级为光纤，通讯接口采用通用TCP/IP协议的RJ45接口。

3.2 软件改造

3.2.1 监控软件

监控软件由原FIX3.2升级为功能更强大的IFIX4.5，做到在任一操作台可监控全线生产过程。

3.2.2 编程软件

编程语言由功能更强大的VTOOL编程工具替代原来的T3H编程工具，将原程序中的大量功能进行集成化处理，大大减少了程序量。

3.2.3 数据采集系统软件

新上ODG实时数据采集系统，最高扫描时间为0.002秒，可精确记录现场设备动作情况。

4 轧件定位控制功能的改进

4.1 轧件在粗轧辊道定位控制功能改进

粗轧为可逆式轧机，该系统轧件定位控制采用一种用辊道速度反馈值计算轧件跟踪值的方法。

其计算公式如下：

∑V譚/1000 （V：速度反馈值 T：扫描时间）

速度V是TOSVERT-%e/S250变频器的反馈速度，通过TC-net网络传输到VTOOL。时间T是VTOOL系统的扫描时间，单位是ms。

在轧制小规格轧件时，由于轧件小，因此经常检测不到，使设备发生误动作。为了解决这一问题，首先对安装在轧机上方的8个热金属探测器进行了调整，使其能够准确检测到轧件，并相应优化了该区域的软件联锁，防止了因误检测导致的设备误动作。

4.2 轧件在冷锯辊道定位控制功能改进

冷锯担负着锯切定尺轧件的任务，该区域出现多次锯切的轧件达不到定尺长度或定尺切的过长，为了解决这一问题，在新程序中进行了大量修改。

首先对轧件的跟踪值进行修改、补偿，利用辊道上安装的光电开关对脉冲记数值进行修正。另外，根据现场实际情况，程序中增加了自动状态条件下的人工干预控制功能，满足了生产需要。

4.3 轧件在码垛辊道定位控制功能改进

码垛辊道分A、B、C三个区，该项目采用以下方式进行控制。在每一组辊道之间都在每一组辊道上安装了两个光电开关，它的安装位置减速点A、停止点B分别经过计算得到。为了使辊道运行更加安全、可靠，在辊道旁还增加了光电开关，使原先两个光电开关控制辊道运行变成了三个，程序中相应增加了辊道中速运行速度，根据不同操作模式，不同轧件长度，辊道以不同的速度运行，并对减速命令和停止命令等进行延时控制，该项目实施后避免了撞钢、轧件跑过或提前停止等故障，降低了设备故障率。

4.4 轧件在热锯辊道定位控制功能改进

原热锯辊道采用脉冲发生器作为跟踪轧件的主要设备，图2是在12Vdc输入系统情况下，脉冲发生器与PI312模板的连接图。

其计算公式如下：

∑N譑/1000 （N：每扫描周期的脉冲数 K：系数，每个脉冲对应的实际距离）

一方面为了防止速度反馈值和脉冲记数值之间存在较大偏差而造成设备误动作，程序中还增加了两种方式的选择判断功能，利用安装在辊道上的检测元件进行修正。另一方面，根据测量计算出轧件到1#定尺机的减速位置和停止位置，并在1#定尺机上安装两个热金属探测器HMD05和HMD06，当轧件被HMD05和HMD06检测到后，向辊道发出减速和停止命令。

5 结束语

本项目自完成以来，运行稳定，速度传输快，故障率明显减少，在日常维护过程中，大家查找程序更方便快捷，查找故障也速度提高不少，有较为广泛的推广应用价值。

参考文献：

[1]　TOSHIBA PC Online Data Gathering System ver 4.2.1 Instruction Manual October,2009.

[2]　Unified Controller nv Engineering Tool4 Operationg Procedures(Basic) Jun,2009.