攀钢带钢镀铝锌生产线自动化故障诊断的实现.docx

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1、攀钢带钢镀铝锌生产线自动化故障诊断的实现摘要：探讨了攀钢带钢镀铝锌生产线的过程自动化控制系统L2,针对生产线可能出现的生产故障，给出了过程自动化控制系统的过程数据控制模块，通过过程数据的资料分析带钢或生产线的故障位置，最后给出了快速查找故障的位置的查找方法。实际运行表明，该方法稳定，可靠，满足了实际生产的控制需要关键词：自动化控制；过程数据；故障诊断：中图分类号：TP278文献标识码：ADOI：10.19457/j.ImplementationofAutomaticFaultDiagnosisforAluminumZincPlatingProductionLineofPanzhihuaStee

2、lStripAbstract:Thisarticleexplores(heprocessautomationcontrolsystemL2ofthealuminumzincplatingproductionlineforPanzhihuaIronandSteelCo.Ltd.Inresponsetopotentialproductionfaultsontheproductionline,aprocessdatacontrolmoduleof(heprocessautomationcontrolsystemisprovided.Through(heanalysisofprocessdata,th

3、efaultlocationofthestripsteelorproductionlineisanalyzed.Finally,aquickmethodforfindingthefaultlocationisprovided.Theactualoperationshowsthat(hismethodisstable,reliable,andmeetsthecontrolneedsofactualproduction.Keywords:Automationcontrol；ProcessData；faultdiagnosis；攀钢带钢镀铝锌机组自动化过程控制系统L2作为重要的生产层级，将生产计划和

4、生产顺序进行有效的整合与和集成，以便高效地的实施自动化生产过程二级系统根据来料主要原始数据而形成的生产计划，对生产工艺过程进行数据装订控制。这些生产计划通常由三级管理系统，集合销售情况和工艺过程顺序（工作计划）进行优化来安排和组织。通过以太网TCP/Ip模式，L2可以接收上级下发的PDL同时可将产出LOG回抛上级。热板镀锌机组过程控制系统是由过程计算机及基础自动化系统两级组成。过程控制系统既要支持生产管理，也要支持生产操作。生产运行支持，质量保证，生产数据收集与处理，过程数据显示（其中包括：过程状态、设定计算结果，设定值与实际值等）及支持技术人员通过完整的工艺参数档案文件做技术改进等。本机组信

5、息化生产结构图如图1所示。建议这段也按L2/L1描述，否则读者看不出与图1的关系图1信息化生产结构图1过程自动化二级控制系统及通信本机组二级过程控制系统通过以太网及TCP/IP协议Socket通信方式与上级计算机L3通讯，负责接收三级下发的带钢生产计划数据，发送钢卷生产实绩成品数据等，同时以TCP/IP协议Socket通信方式与基础自动化Ll进行通讯,负责发送设定数据，接收一级过程数据信息等。本机组二级自动化系统网络拓扑图如图2所示。图2:级自动化系统网络拓扑图修改图例1.11.2 1.2和L3间的通信1.3 自动化L2和三级L3通过套接字Socket通信方式进行电文之间的传输，电文类型分为逻

6、辑电文及心跳电文。逻辑电文包括接收三级下发的带钢生产计划数据、发送钢卷生产实绩成品数据、发送钢卷回退数据等关乎生产线逻辑的电文。心跳电文包括二级和三级之间防止长时间停止收发数据造成的Socket连接断开。1.4 1.2和Ll间的通信自动化L2和一级Ll通过套接字Socket通信方式进行电文之间的传输，电文类型分为逻辑电文及过程数据电文。逻辑电文包括下发一级带钢生产计划数据、工艺参数设定、接收一级收集的钢卷生产实绩成品数据等关乎生产线逻辑的电文。过程数据电文包括一级在生产线中各机组收集的包括张力、电流等各工艺段在生产过程中产生的过程数据。1.5 过程自动化控制L2系统组成本过程自动化控制系统为C

7、/S结构，功能组成包括实现和Ll级中的设备数据接口和通信、提供和L3级的数据接口、生产计划模块，显示原始PDl数据及原料信息，钢卷的工艺参数数据管理、生产线的班组管理、自动化控制系统的用户管理、生产线的过程数据控制管理，二级系统软件功能框图如图3所示。有本文着重探讨过程自动化控制系统中的过程数据控制管理模块。图3二级系统软件功能框图2过程数据控制管理2.1 过程数据来源在过程数据控制管理模块中，保存着由自动化一级发送的实时过程数据。自动化一级的数据采集主要采集两种数据：一种是模拟量数据，包括物理测量值温度、电机电流、速度等。一种是开关量数据，属于逻辑状态比如设备的使用与否和状态是否正常、还包括

8、操作人员在操作台中输入的带钢缺陷及质量判定是否合格等信息。一级跟踪系统通过对以上数据进行分类处理后，通过Socket通信方式将数据发送到过程自动化二级控制系统，由二级系统做进一步处理。过程数据管理是管理产品相关的生产过程数据，包括数据收集、数据统计和数据存档功能。实际生产数据由基础自动化系统通过数据通信的方式传送给机组过程计算机。该过程计算机收集机组的开卷机、分切剪、称重设备的生产数据及机组工艺段速度、张力、各炉段温度、带钢检查质量数据等，机组过程计算机系统接收报文，分解出每个测量值项目叫按要求对这些测量值进行收集和统计再处理。需要收集的过程数据包括：开卷机、卷取机等的生产数据、机组工艺段速度

9、和张力、带钢质量数据、各炉段温度等。2.2 过程数据控制管理模块内容过程数据控制管理模块包括带钢的成品数据、带钢在不同工艺段的相关过程数据，如图4所示为带钢在生产线中开卷、入口活套、清洗段等工艺段的张力数据，由二级系统进行数据集合和处理，最后以图4表格数据形式展示。应现场需求，二级系统过程数据模块还包括清洗、钝化、加热炉等工艺段的过程数据集合。=一”;二l* FWwT*-HM1-1 室 HW三三三一 .一 F岂 _图4过程数据显示模块图4中来料钢卷表示已完成的钢卷成品信息,包括钢卷编号及此钢卷完成生产的时间。应现场需求用户可通过双击生产时间或和钢卷编号双击选择查看某钢卷编号的过程数据，过程数据

10、分为张力、加热炉、涂油、拉矫、锌锅等，例如张力选项卡包含钢卷在不同工艺段的张力数据集合，供现场操作人员查看。由于过程数据的数据量十分庞大，考虑到过程控制系统的载量速度问题，过程数据模块采用了分页的整体框架结构，将过程数据以页形式进行加载，而非整体加载。不会出现由于数据量庞大导致系统查询数据时间过长的情况，而影响现场操作人员对过程数据的查看及故障分析。3过程数据故障诊断3.1 绘制曲线及功能应现场需求，操作人员不仅需要通过表格形式分析数据，还希望通过曲线的形式更加直观地的分析故障点。因此二级系统过程数据模块提供了两种曲线绘制方式，分别以钢卷在生产线的位置为横坐标绘制曲线，和以钢卷生产时间为横坐标

11、绘制曲线。由此操作人员可通过这些将过程数据绘制成曲线来更为方便的分析生产线是否出现了故障由于过程数据量较大，在绘制曲线时系统需要响应一段时间才可生成曲线，为加快系统响应速度，二级系统采用抽点的方式进行曲线绘制，通过计算数据的平均值在保证相邻的一段数据没有阶跃点的情况下，只抽出一段数据中的一个或两个点去显示，以此类推，减少了绘制曲线的无用点，在不损失阶跃点的情况下将系统的绘制曲线响应速度提高，保证数据的正确性。曲线界面如图5所示图5曲线界面在抽点形成数据曲线后，现场操作人员可选择进行添点重绘操作。如图6所示，此功能是为了防止二级系统在抽点时误将系统的阶跃关键点丢失，而进行的补偿操作，操作人员通过

12、此功能可将选择的区域段数据全部添点补全，再重绘曲线，以此来保证在不影响系统响应速度的前提下曲线数据的准确性。同时应现场需求，过程数据模块提供了曲线的横纵坐标数值。以便操作人员记录生产数值，更好的进行数据分析。图6重绘添点曲线添点，反而没有波形了？3.2 故障分析及诊断在带钢镀铝锌自动化生产过程中，由于机械故障或液压电机故障经常会出现许许多多的特殊情况导致带钢断带、系统停机等问题。通过过程自动化控制系统中的过程数据模块的数据分析，可对上述情况迅速做出预警及判断故障位置，来确保生产线的连续稳定运行。在过程数据控制管理模块中，过程数据收集了一级采集到的包括张力、电流温度等过程数据,通过二级自动化系统

13、的数据整合分类，以张力、加热炉、涂油等各工艺段的顺序编写了切换选项卡，现场操作人员可通过切换选项卡结合钢卷查询功能查询某一钢卷在各个工艺段的过程数据表现。通过同时可对上述数据进行分析，以此判断机组运行是否稳定正常。过程数据曲线在正常情况下应为一条波动不大的平滑曲线，一旦出现阶跃点且与曲线点平均值相差过大的情况，即可认为出现异常。操作人员可通过过程数据曲线判断故障所处带钢长度位置及发生时间情况。瓯7以长度为横飞棕府故除分桥如图7所示,蓝色曲线表示入口活套的张力,曲线显示在钢卷约350米长度位置时，入口活套张力从平稳的4100张力降至1200张力，说明此时生产线上有故障出现，故障出现的长度在钢卷的

14、350到380米长度段中，此时现场的操作人员应着重检查钢卷成品对应的长度段是否有划痕等质量故障问题，同时应在生产线的入口活套处检查是否出现了故障问题，由此可见通过过程数据的数据列表及曲线可较快地分析出钢卷由于故障导致钢卷缺陷出现的位置及快速定位此故障在生产线的位置。图8以时间为横坐标的故障分析应现场需求二级系统提供了以钢卷生产时间为参考值的过程数据曲线，现场可通过曲线查询到产线故障出现的具体时间，以及故障出现的时间间隔，例如图8中蓝色曲线代表的光整前的张力数据，在IO时51分到10时54分出现了张力阶跃，故障持续了三分钟恢复正常，由此可通过过程数据曲线可较快地的分析出故障出现的时间段及时间间隔

15、，以此决定当时间间隔较小时现场的操作人员是否需要再去产线定位故障位置，是否需要去人工排除故障等工作。4结论攀钢带钢镀铝锌自投产以来，系统运行稳定,过程数据模块可及时检查生产线上可能或己经出现的故障，当出现了故障时，可快速地定位故障出现的位置及钢卷由于故障导致的缺陷位置,也可决定现场操作人员根据曲线决定是否需要定位故障位置、是否需要人工排除故障等工作的实施。综上，攀钢带钢生产线的二级系统为现场自动化生产提供了技术保障，为企业降本增效提供了技术支撑，满足了实际生产的控制需要。参考文献I董占奎，田华,宋向荣.首钢京唐1580热连轧定宽压力机二级系统设计及应用JL冶金自动化,2012,36SDongZ

16、hankui.TianHUa.SongXiangrongDesignandApplicationof(heSecondarySystemofShougangJingtang1580HotContinuousRollingFixedWidthPressJMetallurgicalAutomation.2012.36(5):52宋开亮，葛伟，张树鹏,等.ORACLE数据库在大H型钢轧线二级系统中的应用J.电脑知识与技术：学术版，2010(02Z)2.SongKailiang.GeWei.ZhangShupcng.ctalApplicationofOracleDatabaseinsecondarys