脫脂機組電氣自動化控制電氣系統(tǒng)概述傳動系統(tǒng)基礎自動化系統(tǒng)過程自動化儀表電解脫脂生產(chǎn)線的電氣設備集成主要包括電氣傳動設備（交流變頻裝置）、定速電機控制中心（MCC）、基礎自動化設備（PLC、HMI、網(wǎng)絡等）、過程自動化設備以及專有成套電氣控制裝置（焊機、電解脫脂整流電源等），以及配套開發(fā)生產(chǎn)線PLC、HMI的應用軟件等工作內(nèi)容。電解質(zhì)生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)采用三電一體化（EIC）數(shù)字控制系統(tǒng),能完成全線的物料跟蹤、邏輯、順序、位置、運行、速度、張力、工藝控制及全過程同步控制的協(xié)調(diào)等，并完成在線實時數(shù)據(jù)的采集、分析及故障診斷功能。電解脫脂生產(chǎn)線基礎自動化和電氣傳動均采用當代先進、可靠的硬件設備及控制技術，具有高開放性、可集成性、高可靠性和可維護性。電解脫脂生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)特點網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)，電氣、儀表、計算機三電一體化，系統(tǒng)簡潔、效率高；數(shù)字化控制，大量基礎信息參與控制和數(shù)據(jù)傳送，自動化程度高；模塊化硬件，可靠性高和易維護；控制系統(tǒng)開放性好，兼容性強，利于系統(tǒng)的升級開發(fā)和擴展；采用當今業(yè)界最新的控制原理和電氣元器件，保證生產(chǎn)線的先進性。電氣系統(tǒng)概述主要電氣設備組成傳動控制自動化系統(tǒng)軟件功能網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)人機接口傳動控制生產(chǎn)線主傳動采用交流電機傳動，變速設備的傳動均采用直-交矢量調(diào)速，控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部采用全數(shù)字式控制系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)具有速度控制、張力控制、緊急停車控制、故障診斷和顯示報警、與上位機網(wǎng)絡通訊等功能。主傳動系統(tǒng)采用SIEMENS公司的SINAMICSS120多軸驅(qū)動裝置。S120集V/F、矢量控制、伺服控制于一體的電機控制驅(qū)動裝置。應用S120矢量調(diào)速有以下特點：電機調(diào)速精度高、可以對轉(zhuǎn)矩實行精確控制、系統(tǒng)的動態(tài)響應速度快、電動機的加速特性好等。自動化系統(tǒng)自動化系統(tǒng)分成三級：第一級為基礎自動化級，第二級為過程控制級，第三級為生產(chǎn)管理級（預留接口）。生產(chǎn)線的基礎自動化系統(tǒng)包括電氣傳動、自動化儀表系統(tǒng)、工藝順序邏輯控制三大部分。它與生產(chǎn)過程控制計算機一起，形成完整統(tǒng)一、協(xié)調(diào)控制的自動化系統(tǒng)。過程控制級采用工控機，進行原始數(shù)據(jù)的輸入、生產(chǎn)過程主要參數(shù)的設定和過程數(shù)據(jù)的傳輸，完成各機組運行的監(jiān)控、人機對話、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)通信、過程跟蹤等功能，以及為操作人員提供操作指導和打印各種生產(chǎn)管理報表等。軟件功能網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用滿足各種不同工藝要求的功能模塊，如張力控制模塊、速度分配模塊以及物料跟蹤模塊等。PLC應用程序編寫采用SIMATICSTEP7軟件，MP277人機界面應用程序采用WinCCflexible軟件編寫，操作員站人機界面采用WinCC軟件編寫。采用目前世界上先進、通用、標準化語言、高速通訊的開放型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。過程自動化與基礎自動化之間采取工業(yè)以太網(wǎng)（PROFINET）通訊，基礎自動化與觸摸屏、分散式遠程IO模塊以及傳動調(diào)速裝置之間則采用PROFIBUS-DP通訊模式。人機接口生產(chǎn)線采用觸摸屏、工控機操作為主，選擇開關、按鈕為輔的操作方式。通過觸摸屏和工控機的界面，顯示生產(chǎn)過程的設定值和實際值，顯示和控制各傳動裝置，顯示輔助設施的運行狀態(tài)。同時，系統(tǒng)又擁有完善的故障診斷功能，對生產(chǎn)線控制系統(tǒng)進行在線診斷和事故報警監(jiān)視。另外，單獨采用一臺工控機作為程序員工作站，可以進行在線編程或修改。主要設備參數(shù)(1)原料及成品規(guī)格鋼卷外徑Max：Φ2000mm鋼卷內(nèi)徑

Φ508mm帶鋼寬度750mm～1300mm帶鋼厚度0.25～1.8mm鋼卷重量max：28T(2)生產(chǎn)線速度參數(shù)線速度

400m/min加減速率

0.5m/sec2

正常起/停8sec急停穿帶速度

30m/min(3)主要設備技術規(guī)格生產(chǎn)能力：

約30萬噸/年電解脫脂整流器：

±8000A，±30V，2套開卷機張力：

Max2000kg脫脂段張力：

Max3000kg卷取機張力：

Max4200kg裝機容量序號設備容量(kW)數(shù)

量備

注1交流調(diào)速電機818.642臺

2交流定速電機37535臺

3電解脫脂整流電源5762套288kw/套4焊機2001套

----1969.6--------供電及環(huán)境要求

變壓器分配進線電壓：380±10%V，50±3%HZ，三相五線制；電氣室溫度要求

15-30℃電氣室相對濕度

≤95%，不凝露；

接地系統(tǒng)要求

設備保護接地≤4Ω，獨立接地；

控制系統(tǒng)接地≤1Ω，獨立接地；

網(wǎng)絡系統(tǒng)接地≤1Ω，獨立接地；共有1臺變壓器。其中生產(chǎn)線的動力負載采用中性點直接接地系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)均考慮接地保護。#變壓器（交流變頻驅(qū)動的輥子的變頻調(diào)速系統(tǒng)、定速電機系統(tǒng)、焊機、整流電源及公輔設備）：三相，400V，2000KVA傳動系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)生產(chǎn)線的主傳動設備在CPU的控制下，將鋼帶從開卷機，張緊機組，輸送到收卷機。

開卷機、卷取機、張緊輥、轉(zhuǎn)向輥的變頻電機都帶有速度反饋的脈沖發(fā)生器，是閉環(huán)的矢量控制方式。這種方式的優(yōu)點在于電機調(diào)速精度高，可以對轉(zhuǎn)矩實行精確控制，系統(tǒng)的動態(tài)響應速度快，電機的加速度特性好。（1）電氣參數(shù)

整流回饋電源輸出電壓：

510V～650VDC

速度控制精度（帶PG）：

±0.05%

速度控制精度（不帶PG）：

±0.1%

速度控制精度（V/F控制）：

±0.1%

穩(wěn)態(tài)張力控制精度：

±10kg

編碼器：

進口品牌

（2）整流回饋單元

西門子SINAMICSS120交流調(diào)速裝置是直流電源輸入、交流電源輸出的工作模式，所以采用一臺西門子整流回饋單元統(tǒng)一提供直流電源，這種配置方式使得處于發(fā)電或電動狀態(tài)的控制單元之間可以通過中間回路進行能量交換、降低電力損耗，并且防止傳動裝置的供電電源的波動。

整流回饋單元為緊湊型結(jié)構(gòu)的電力電子裝置，把交流電轉(zhuǎn)化為電壓穩(wěn)定的直流電。整流單元功率部分采用6脈沖晶閘管組成，輸出電壓（中間回路電壓）有一個微處理器的數(shù)字調(diào)節(jié)器自動完成調(diào)節(jié)。主要電氣技術指標：額定輸入電壓：3相AC380V-15%直流輸出電壓：DC510V-15%～650V+10%額定輸入頻率：46Hz～64Hz防護等級：IP00工作環(huán)境溫度：0℃～40℃進線側(cè)功率因素cosΦ≈1四象限運行裝置冷卻：風冷控制電壓：DC24V（電壓運行范圍20V～30V）控制方式：操作面板或通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡控制（3）S120變頻器

變頻調(diào)速電機采用SIEMENS公司的SINAMICSS120多軸驅(qū)動控制系統(tǒng)。S120電機驅(qū)動器輸出是為IGBT功率元件，控制單元采用高性能CPU，全數(shù)字控制技術，模塊化設計，一個控制單元可以同時控制幾個功率輸出單元-電機模塊。SINAMICSS120系列驅(qū)動器是全系列通用和模塊化的產(chǎn)品，按照所需電機功率，選用不同規(guī)格、結(jié)構(gòu)形式（書本型、裝機裝柜型）產(chǎn)品。在所有功率范圍內(nèi)的驅(qū)動裝置和系統(tǒng)元件(電源模塊)都有一個統(tǒng)一的設計和相同的接線系統(tǒng)，方便使用和維護。SINAMICSS120（多軸系統(tǒng)）的驅(qū)動系統(tǒng)的主要組成部分：控制模塊（CU320）：整個驅(qū)動系統(tǒng)的控制部分電源模塊（SLM）：將交流轉(zhuǎn)變成直流，并能實現(xiàn)能量回饋電機模塊（功率模塊）：電機的供電電源傳感器模塊：將編碼器信號轉(zhuǎn)換成DRIVE-CLiQ可識別的信號直流24V電源模塊：用于系統(tǒng)的控制部分的供電端子模塊和選件板：根據(jù)需要選配，如I/O板和通訊板SINAMICSS120（多軸系統(tǒng)）的驅(qū)動系統(tǒng)的主要特點：集多種控制模式于一體（能控制普通的三相異步機、同步機、扭矩電機及直線電機）在一個控制單元下，各軸之間能快速進行數(shù)據(jù)交換集成的Profibus-DP接口，容易和上位機連接圖形化的調(diào)試軟件Starter，能實時監(jiān)控各過程變量及動態(tài)測試系統(tǒng)的特性自由功能塊，能實現(xiàn)邏輯功能、運算功能及相關的工藝功能用CFC語言進行編程同一控制模塊，方便使用和維護（4）

主傳動系統(tǒng)硬件組成主供電開關快速熔斷器電抗器整流回饋單元公共直流母排S120變頻器輸出電抗器（根據(jù)實際需要）（5）

與基礎自動化系統(tǒng)接口

通過PROFIBUS-DP總線，傳動部分與基礎自動化控制系統(tǒng)可以進行通訊。以下信息將被傳送：傳動操作命令：

－傳動開/關

－傳動爬行傳動運行參考值：

－速度參考值

－加速度參考值

－張力或轉(zhuǎn)矩參考值傳動運行實際值：

－速度實際值

－電流實際值傳動狀態(tài)信息：

每個傳動裝置的錯誤和故障信息都將被傳送，并且傳動狀態(tài)將在HMI上顯示出來。序號設備名稱電機功率電機數(shù)量（臺）功率小計（kw）1開卷機132Kw11322入口上卷小車電機3Kw133出口卸卷小車電機3Kw134開卷夾送剪切3Kw135出口夾送剪3Kw136卷前轉(zhuǎn)向夾送輥3Kw1371#張緊機30Kw+45Kw27582#張緊機22Kw+30Kw2529卷取機355Kw135510沉沒輥4Kw41611轉(zhuǎn)向擠干輥4Kw31212轉(zhuǎn)向擠干輥壓輥2.2Kw36.613刷輥支撐輥4Kw83214預脫脂擠干輥4Kw28151#噴淋刷洗擠干輥4Kw28162#噴淋刷洗擠干輥4Kw416172#噴淋水洗出口擠干輥4Kw41618熱風烘干風機75Kw175

合計----42818.6（6）變頻調(diào)速電機表（初步）定速電機和馬達控制中心（MCC）

主要用于液壓站，對中糾偏單元，脫脂段循環(huán)泵，熱風烘干風機等設備的控制。這些電機根據(jù)容量的大小又分成兩種不同的啟動方式：功率在45KW以下的電機采用直接啟動方式，功率大于和等于45KW的電機采用軟啟動器進行降壓啟動。熱風烘干風機調(diào)速裝置共兩臺，一用一備。（1）

定速交流馬達

絕緣等級：F級

外殼：IP55

冷卻：

風冷

潤滑：

電機永久潤滑（2）

電機控制中心（MCC）

保護等級：IP20

總進線開關容量考慮15-20%的余量

電機采用斷路器和接觸器進行供電，由PLC系統(tǒng)統(tǒng)一進行啟?；蜻B鎖控制

考慮短路、斷路和過熱保護

電機≥45kW時使用軟啟動器（3）MCC信號接口 MCC信號接口包括PLC輸出的指令信號和輸入到PLC的電機運行狀態(tài)反饋信號，每個接口信號信息都應反饋至遠程I/O單元。送至MCC信號：

接觸器線圈的得電/失電MCC輸出信號：

接觸器狀態(tài)反饋

包括斷路器跳閘，熱繼電器過載

通過觸摸屏可以對工藝設備進行啟動/停止等操作，當這些設備出現(xiàn)異常狀況時，能及時通過上位機或觸摸屏進行故障分析和報警顯示。序號設備名稱電機功率電機數(shù)量（臺）功率小計（kw）1開卷機壓輥電機1.5Kw11.52輥刷電機11Kw8883預脫脂噴淋和1#刷洗噴淋泵22Kw2444電解脫脂循環(huán)泵22Kw24452#刷洗噴淋泵5.5Kw21161#水洗噴淋泵11Kw22272#水洗噴淋泵11Kw2228軟水直沖泵1.5Kw239排廢氣風機22Kw12210堿霧洗滌噴淋泵1.5kw2311消泡器1.5Kw4612污水泵電機5.5Kw21113開卷液壓站循環(huán)泵22Kw24414收卷液壓站循環(huán)泵22Kw24415CPC對中裝置液壓站循環(huán)泵5.5Kw15.516EPE糾偏裝置液壓站循環(huán)泵5.5Kw15.5

合計----36376.5（5）定速電機表（初步）基礎自動化系統(tǒng)基礎自動化系統(tǒng)的主要控制功能如下：

各段順序控制

傳動功能如張力控制、速度控制等

儀表控制

鋼卷和帶鋼的物料跟蹤

數(shù)據(jù)采集

操作、監(jiān)視以及故障記錄主CPU完成的主要功能：

開卷機和收卷機的邏輯控制、恒張力控制

開卷機和收卷機的靜態(tài)、動態(tài)力矩補償

入口段換卷時、出口段卸卷時的自動減速和邏輯控制

卷徑自動計算模型的建立與實現(xiàn)

張緊機組速度控制和負荷平衡控制

全線傳動系統(tǒng)速度一致控制和張力梯度控制

帶鋼跟蹤控制

全線液壓、氣動系統(tǒng)邏輯控制

全線定速電機的控制

全線傳感器信號的采集與處理

全線運行聯(lián)鎖控制觸摸屏完成功能：

各段張力值、運行速度顯示

開卷或收卷卷徑顯示

各段工藝設備操作

換卷或卸卷操作步驟提示

故障報警顯示關鍵技術（1）

生產(chǎn)線運行模式

生產(chǎn)線運行模式控制是生產(chǎn)線的主控制。它提供不同的運行模式以滿足控制設備每一項任務的要求。根據(jù)運行模式，由過程計算機、HMI系統(tǒng)或現(xiàn)場操作箱來執(zhí)行生產(chǎn)線運行，并且通過人機界面顯示工作狀態(tài)。啟動運行

生產(chǎn)線相關部分按照正常起動斜坡加速到由控制計算機指定的運行速度。它可以被停止、爬行、和緊停模式中斷。停止

生產(chǎn)線所有傳動按照正常減速斜坡減速到停止。停止這種運行模式可以被啟動運行、爬行、和緊停模式中斷。爬行

這種運行模式可以被啟動運行和停止模式中斷。生產(chǎn)各段以設定的爬行速度定速運行。急停

急停是一個安全的操作，如果有危險或在設計考慮在內(nèi)的設備的失效或故障發(fā)生，急停被激活，它不能被中斷。因此張力控制也不再有效。點動

以設定好的點動速度，以單個或傳動組的方式向前或向后點動。（2）

生產(chǎn)線傳動控制

傳動控制執(zhí)行生產(chǎn)線運行模式的命令，根據(jù)設定參數(shù)計算帶鋼傳動的速度及張力，對傳動設備進行有序控制。傳動的速度設定點依據(jù)不同的運行模式和速度參數(shù)、加速度和波動時間得出。起動曲線在加速的起始和末端是一段S型曲線,確保了張力平滑變化，提高了張力控制的質(zhì)量。加速度(dv/dt)作為傳動的預控制，減輕了傳動速度控制器的的負擔，改善了動態(tài)響應。傳動控制包括了帶鋼運行需要的所有功能：

作為設備速度和加速度的線速度主斜坡功能發(fā)生器

帶鋼定位控制

各段張力控制

卷取裝置的自動降速

各靜態(tài)張力和運行張力的應用

帶鋼傳動速度設定點、張力設定點的給出

傳動協(xié)調(diào)控制（3）生產(chǎn)線順序控制

順序控制的主要功能包括：

生產(chǎn)線啟動連鎖

液壓設備啟動控制

上卷控制

下卷控制

工藝設備啟動順序控制

帶鋼從入口段到的出口段之間的生產(chǎn)線上的運行

鋼卷傳輸?shù)捻樞?4）

生產(chǎn)線速度控制模型

速度控制系統(tǒng)確保鋼帶以要求的工藝速度平穩(wěn)運行，包括點動速度控制、穿帶速度控制、工藝速度控制等環(huán)節(jié)。

(5)生產(chǎn)線張力控制模型

張力控制系統(tǒng)既要在靜態(tài)過程中保持張力恒定，又要在動態(tài)及加、減速過程中要實現(xiàn)張力恒定，因此要考慮準確地補償減速及系統(tǒng)摩擦帶來的動態(tài)力矩。

帶鋼張力的設置和復位取決于生產(chǎn)線狀態(tài)或操作人員的干預，因而涉及到靜態(tài)張力和運行張力的應用。當生產(chǎn)線啟動時張力必須沿斜坡上升到運行值。開卷、收卷張力控制

開卷、收卷機要求恒張力控制，但隨著帶鋼的運轉(zhuǎn)，開、收卷機上鋼卷直徑在動態(tài)改變，因此開、收卷機不能恒轉(zhuǎn)矩控制，應在卷徑計算后對轉(zhuǎn)矩進行卷徑動態(tài)補償，從而保證在加減速過程中張力的穩(wěn)定性。開、收卷采取間接張力控制方式。張緊機組負荷平衡控制

全線有3組張緊機，每套張緊機輥子之間的張力要有負荷分配，這種分配系數(shù)可以通過生產(chǎn)工藝的張力密度，在操作界面進行設定，再由控制系統(tǒng)中的主CPU計算后自動分配實現(xiàn)。(6）物料跟蹤系統(tǒng)-數(shù)據(jù)處理(MTR)

物料跟蹤系統(tǒng)分為生產(chǎn)線上的鋼卷跟蹤和帶鋼跟蹤。這些功能的執(zhí)行和緩沖區(qū)都在基礎自動化系統(tǒng)內(nèi)，這有利于在和過程自動化級通訊中斷期間保持正常生產(chǎn)。物料和焊縫跟蹤用于生產(chǎn)線入口段和出口段的鋼卷，焊縫附近的沖孔作為一個標記，當經(jīng)過某個設備時，物料跟蹤系統(tǒng)會自動激活一個新的設定點。物材料跟蹤從鋼卷放置在入口段開始一直持續(xù)到鋼卷在出口段完成生產(chǎn)。

在物料自動跟蹤系統(tǒng)中，根據(jù)數(shù)據(jù)作用的不同將數(shù)據(jù)分為三大類：

①跟蹤數(shù)據(jù)：包括原料的數(shù)據(jù)(如鋼坯原始尺寸、合金元素含量、成品尺寸等)、一些實測數(shù)據(jù)及計算數(shù)據(jù)。

②工程記錄數(shù)據(jù)：包括所有加工過程數(shù)據(jù)及一些結(jié)果數(shù)據(jù)。

③工藝規(guī)程數(shù)據(jù)：HMI界面為生產(chǎn)操作提供必要的標準規(guī)程庫、操作員規(guī)程庫，可即時保存和調(diào)用。（7）

卷徑自動計算模型

在開卷和卷取張力控制中，無論張力矩的給定還是動態(tài)補償力矩的計算都需要實時卷徑，所以卷徑計算是控制中極為重要的一環(huán)。目前卷徑的測量大都為間接方式，即通過入口段或出口段的速度輥的速度與卷筒轉(zhuǎn)速來推算出卷徑（以卷取機為例）：

(m)V-卷取側(cè)鋼帶線速度,i-卷取機齒輪箱傳動比，n－卷取電機的轉(zhuǎn)速以卷取機卷徑計算為例，作為出口段帶鋼線速度基準的張緊輥的輥徑始終保持不變，通過以下公式可計算出卷取機當前的卷徑大?。?/p>

其中：－實際速度與額定速度百分比；－卷徑（直徑）；－電機減速比；－額定轉(zhuǎn)速；1代表收卷機，2代表出口段速度基準的張緊輥。人機界面

入口操作室有一臺觸摸屏，觸摸屏負責入口段參數(shù)的設定、該段設備主要操作，上位機負責鋼卷原始數(shù)據(jù)的輸入、該段運行信息的存儲、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的交互。

出口操作室有一臺觸摸屏和一臺上位機，觸摸屏負責出口段參數(shù)的設定、該段設備主要操作，上位機負責該段運行信息的存儲、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的交互以及生產(chǎn)報表的打印。

電控室有一臺上位機，完成數(shù)據(jù)歸檔存儲、與出口上位機的信息交互以及生產(chǎn)報表的打印，亦可進行在線編程或修改。人機界面的特點：畫面功能完善，圖表多樣、實用；對整個自動化都用統(tǒng)一的操作和顯示，所有HMI終端都可以顯示過程自動化級和基礎自動化級的數(shù)據(jù)；通過密碼分級，設置不同的操作權限對每個有個安全的操作，都要由操作人員確認，系統(tǒng)會檢查操作人員輸入值的有效性

多種診斷功能有利于設備維護和故障診斷標準化色標，每種顏色表示特定含義名稱功能數(shù)量入口操作臺完成入口段設備的控制1出口操作臺完成出口段設備的控制1開卷操作箱用于開卷機的換卷操作1收卷操作箱用于收卷機卸卷操作1焊接操作箱用于鋼帶的焊接操作1卷取糾偏操作箱用于糾偏設備的手動操作1入口剪操作盒用于剪切入口段鋼帶1出口剪操作盒用于剪切出口段鋼帶1

根據(jù)生產(chǎn)需要將不同功能的操作臺和操作箱分布在生產(chǎn)線上關鍵部位，以便操作人員對設備進行操作或控制。（1）現(xiàn)場操作臺/操作箱的功能現(xiàn)場操作站（2）

操作模式

生產(chǎn)線運行基本控制模式包括自動模式、手動模式。操作人員可以根據(jù)狀況選擇使用不同的操作模式。自動模式

在這種模式下生產(chǎn)線的運行基本上不需操作人員干預。大多數(shù)工作被自動地執(zhí)行，同時根據(jù)實際需要，操作人員可以對人為疊加參數(shù)進行微調(diào)。手動模式

根據(jù)操作需要可以在某個區(qū)域選擇手動模式。當選擇手動模式的時候，這個區(qū)域確定的所有自動順序都會終止。但機械和電氣設備的連鎖保護仍然保持。當手動干預完成后，操作人員必須在恢復到自動順序之前將相關設備調(diào)整到一個預定義的原位。過程自動化過程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的目標：

生產(chǎn)順序的高度柔性

設備能力的優(yōu)化利用

設定點計算的可重復性

數(shù)據(jù)計算和數(shù)學模型的實現(xiàn)

存儲所有工藝參數(shù)

與過程自動化級和生產(chǎn)管理級的數(shù)據(jù)交換

提供擴展的數(shù)據(jù)接口過程自動化級的HMI之間以及與基礎自動化級之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊，預留ERP接口，以便整個廠級生產(chǎn)信息一體化管理。為了便于生產(chǎn)線的控制、操作、監(jiān)視以及數(shù)據(jù)處理，配備兩臺工控機，分別位于出口段和主控室，進行原始數(shù)據(jù)的輸入、生產(chǎn)過程的參數(shù)設定和過程數(shù)據(jù)的傳輸，完成各機組的監(jiān)控、人機對話、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)通信、過程跟蹤和設定值控制等功能，為操作人員提供操作指導和打印各種生產(chǎn)管理報表等，以及在線編程和修改。以下是過程自動化級與基礎自動化級和生產(chǎn)管理級之間的信息交互示意圖：過程自動化級HMI功能（1）操作及監(jiān)控站（出口段）原料數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計劃的輸入，包括鋼卷號、材質(zhì)、帶鋼尺寸、厚度、重量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)各段張力值、速度值的設置電解電源裝置電流參數(shù)的設置各段設備的狀態(tài)顯示，包括卷徑值、張力值、速度值，調(diào)速裝置的電流和速度等各段設備故障顯示故障專家自診斷系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)采集、存儲和處理全線設備故障信息記錄與顯示生產(chǎn)工藝的存貯，生產(chǎn)報表（包括日報表和班報表）的輸出、打?。?）工程師站在線編程關鍵技術（1）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要完成脫脂清洗生產(chǎn)過程中實時數(shù)據(jù)的采集、存儲、管理和合理利用，包括三個數(shù)據(jù)庫：鋼卷數(shù)據(jù)庫、工藝參數(shù)記錄數(shù)據(jù)庫。

鋼卷數(shù)據(jù)庫主要數(shù)據(jù)包括：鋼卷號，原料及成品帶鋼的厚度、寬度、鋼卷重量、外徑、原料成分等級、質(zhì)量等。

工藝參數(shù)記錄數(shù)據(jù)庫將生產(chǎn)過程中的主要工藝參數(shù)(速度、電流、張力、溫度等)以數(shù)據(jù)或圖形的方式顯示出來，并根據(jù)要求以不同的周期存儲，為故障的預防及故障的分析提供數(shù)據(jù)的支持。

（2）生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)

用戶的生產(chǎn)管理級將訂單轉(zhuǎn)換成車間的具體生產(chǎn)計劃。當過程自動化級接收到生產(chǎn)管理級級發(fā)出的生產(chǎn)數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)匯總成列表以供生產(chǎn)線使用，也可以在過程自動化級進行人為干預以達到最優(yōu)。通常情況下這個生產(chǎn)計劃表從生產(chǎn)管理級下傳，當生產(chǎn)管理級故障不能下傳時，也可以由操作員手動的將信息寫入。

鋼卷的初始數(shù)據(jù)以及目標數(shù)據(jù)的每一項，都可以通過鋼卷的ID編碼查詢。在過程自動化級系統(tǒng)中，最多可以存儲管理700個鋼卷。①設定點（PA）

它括整條生產(chǎn)線入口段、工藝段和出口段的設定點。不同材料的設定點通過以下兩種方式確定：*直接使用原始數(shù)據(jù)(例如帶鋼品種，厚度，寬度等)*基于原始數(shù)據(jù)選擇工藝表內(nèi)的數(shù)據(jù)（例如根據(jù)帶鋼品種查詢對應的生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)）

鋼卷的生產(chǎn)順序必須在進入生產(chǎn)線之前確定，可以通過生產(chǎn)管理級下傳的順序確定或者手動排序。需要將實際的鋼卷與生產(chǎn)計劃對應起來，PA把鋼卷的一套完整設定點（生產(chǎn)指令）傳送到基礎自動化。實際生產(chǎn)時需要調(diào)節(jié)各種參數(shù)以適應不同的要求和原料，通常這些參數(shù)放在一個表中供查詢，在此還將進行設定點的檢驗、修正。②生產(chǎn)計劃管理模塊

生產(chǎn)計劃管理由生產(chǎn)計劃列表查詢、查看詳細生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)進度管理三個模塊組成操作人員可以進行的操作有：*從生產(chǎn)管理級請求新的鋼卷或刪除鋼卷*在基礎自動化級手動增加新的鋼卷計劃*查看、修改現(xiàn)有的生產(chǎn)計劃*重新設定將鋼卷計劃順序

如果在基礎自動化級修改鋼卷的PDI數(shù)據(jù)或者生產(chǎn)線主要參數(shù)，基礎自動化級會記錄修改。除了鋼卷生產(chǎn)順序從生產(chǎn)管理級接收外，還將從生產(chǎn)管理級接收鋼卷原始數(shù)據(jù)。為了確保生產(chǎn)的正常運行，除了自動接收外，還將給出人工操作界面來完成。③工藝參數(shù)管理

工藝參數(shù)管理可以為基礎自動化設備提供工藝參數(shù)的設置和目標值的設定。由于鋼卷規(guī)格的變化，工藝參數(shù)是變化的，所以對應具體的鋼卷都有相應的工藝參數(shù)設置，根據(jù)生產(chǎn)要求的變化可以修改數(shù)據(jù)庫。如果為一個新產(chǎn)品需要生成新的數(shù)據(jù)表，可以修改現(xiàn)有數(shù)據(jù)表，修改后的所有數(shù)據(jù)將會作為工藝數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。

一般情況下需要傳送到基礎自動化級系統(tǒng)的工藝參數(shù)包括：鋼卷數(shù)據(jù)、原料品質(zhì)、每段張力和速度設定、加熱溫度等。通常情況下，這些預先設定的參數(shù)在任何情況下都可以使用，當生產(chǎn)計劃插入時，相應的參數(shù)信息也生成并與鋼卷信息對應。當鋼卷信息丟失而無法得到控制參數(shù)時，系統(tǒng)可以根據(jù)鋼卷的基本信息生成必要的控制參數(shù)發(fā)送到基礎自動化級。（3）鋼卷跟蹤處理系統(tǒng)

鋼卷跟蹤處理是指從生產(chǎn)管理級傳送原始鋼卷數(shù)據(jù)開始，一直到成品數(shù)據(jù)回傳到生產(chǎn)管理級整個過程的管理。系統(tǒng)分配一個唯一的鋼卷ID號給經(jīng)過確認的鋼卷，在HMI上可以進行鋼卷確認顯示。①

鋼卷確認

操作人員通過確認鋼卷號完成對鋼卷的確認。如果鋼卷的數(shù)據(jù)是有效的，基礎自動化級將響應一個確認信號和一個繼續(xù)信號，并在HMI上顯示。如果鋼卷數(shù)據(jù)是無效的，操作人員應該把鋼卷從鋼卷小車上移去。如果鋼卷號不正確，操作人員可以同步修正鋼卷數(shù)據(jù)列表中的鋼卷號。②

鋼卷跟蹤

鋼卷確認后，鋼卷的ID傳送到基礎自動化級?；A自動化級利用生產(chǎn)線的傳感器檢測鋼卷的位置。同時，在基礎自動化級和過程自動化級之間通過通訊交換這些跟蹤信息，以保證對鋼卷的跟蹤。跟蹤結(jié)果將在HMI界面以畫面的形式顯示。

③斷帶處理

在生產(chǎn)中因為張力過大或者帶鋼質(zhì)量等原因而導致的斷帶，需要人工進行焊接，焊縫在生產(chǎn)到出口段處時無法進行自動檢測剪切的，需要人工操作。此時，要給出一個操作請求信號，當上位機采集到后進行當前的生產(chǎn)鋼卷號查詢，并根據(jù)鋼卷號對其的所有信息進行查詢。查詢后在當前鋼卷號的后面追加一位來區(qū)分，并將相關的工藝參數(shù)進行復制，將當前生產(chǎn)數(shù)據(jù)復制給其中一個，另一個代表之后生產(chǎn)的帶鋼鋼卷號，然后對其進行分別計算。計算完成后上位機回復給基礎自動化級一個允許剪切信號，此時進行人工操作。（4）數(shù)據(jù)歸檔管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)從基礎自動化級系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，整理成易于檢索的數(shù)據(jù)形式，將數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫服務器中，并能重新查詢數(shù)據(jù)以查看和打印。數(shù)據(jù)主要包括：鋼卷工藝數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、趨勢數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、停機時間統(tǒng)計等。

生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)收集的流程：當鋼卷開始生產(chǎn)信號從基礎自動化級發(fā)送到過程自動化級時，過程自動化級開始收集數(shù)據(jù)，并按預先確定的數(shù)據(jù)形式整理。通過基礎自動化級傳送上來的跟蹤信號，過程自動化級將鋼卷信息和相關的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)結(jié)合，這樣就保證了每個鋼卷都有正確的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)可供查看，也可以提供正確的報（5）報表管理系統(tǒng)鋼卷報表

鋼卷報表主要進行成品鋼卷數(shù)據(jù)的查詢和打印，依靠歸檔管理系統(tǒng)，可以將鋼卷數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫服務器中。

需要的數(shù)據(jù)由過程自動化級從基礎自動化級中收集，并整理后存儲在數(shù)據(jù)庫服務器中，數(shù)據(jù)可以根據(jù)數(shù)據(jù)特點長久的保存利用或者定期保存利用。數(shù)據(jù)庫服務器中的數(shù)據(jù)可以被最終用戶使用（例如產(chǎn)品報表），或被第三方開發(fā)的應用程序利用（