专利名称：一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪的方法
技术领域：
本发明涉及一种热轧轧线物料跟踪方法，特别涉及一种热轧生产管理级图形化轧 线物料跟踪方法。
背景技术：
热轧轧线生产的特点是连续性强、速度快、控制复杂，生产的控制离不开基础自 动化控制系统(Ll)，国内外知名的轧钢企业同时有过程控制系统(L2)。为了掌握生产过程 信息及模型运行情况，在L2上一般均有物料轧制过程跟踪图，实时跟踪带钢轧制的全过程， 以便对生产过程做出及时的调整。L2级轧线物料跟踪图的实现依靠来自Ll的现场各种监测 仪表的跟踪信号(位置、速度等)，大约有10000点，采样频率一般在秒级，跟踪图上带钢的 逻辑位置与实际位置对应，发映出带钢的实际位置，以便启动L2模型设定计算等相关控制功 能，实现对带钢轧制过程的控制。为了提高热轧生产的效率，提高生产管理水平，国内外知名的轧钢企业利用信息化手段 建立了热轧生产管理系统(MES)，包括轧制计划的编制、原料的组织供应到成品出厂的全过 程物流控制等功能。MES收集钢巻产出后的实绩数据，使管理人员能及时掌握热乳生产情况。热轧是钢铁企业影响最终成品的关键工序。随着管理的深入，管理人员迫切需要及时掌 握热轧生产过程状况及设备状况，以便对生产的组织及设备抢修等做出及时的反应。L2轧线 过程跟踪图由于受投资及过程计算机性能等限制，只限于在轧钢操作及过程控制管理现场使 用。MES收集到的轧制实绩数据需要在钢巻产出后才生成，同时不够形象直观，满足不了更 多相关管理人员的上述需要，因此迫切需要在MES生产管理级实现图形化物料跟踪技术。如果简单的将L2过程级跟踪图移植到MES生产管理级系统(响应速度为分钟级)上， 一方面过高的采样频率及大量的采样点数将大大增加L2和MES计算机及网络的资源开销， 另外管理人员只需要通过跟踪图掌握现场轧钢情况，不能进行控制操作，L2过程级跟踪图不 能满足管理人员的应用需求。
发明内容
本发明的目的提供一种在热轧生产管理级计算机系统(MES)上实现对轧制过程物料位 置实时跟踪并动态绘制跟踪图的方法，主要解决生产管理人员无法远程监控热轧轧线生产和 设备情况的技术问题。本发明的技术方案为 一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪方法，包括以下步骤a、 轧线信号跟踪步骤通过轧线跟踪信号采集器，采集从加热炉出口到巻取结束的关键位置跟 踪信号数据，通过通讯软件发送到生产管理计算机MES上。b、轧线信号过滤歩骤通过轧 线跟踪信号过滤器，对接受的跟踪信号进行分析过滤处理，将有效跟踪信号保存到数据库中。 C、轧线信号监视及图形仿真步骤'根据礼线跟踪信号监视器收集到的跟踪信号变化信息输入轧线跟踪图形仿真器，在MES客户端实时绘制出带钢动作图形，模拟现场实际轧制情况，实时反应出带钢位置和轧机设备状态。所述的轧线信号监视步骤具体为首先与数据库建立连接，读取跟踪信号的初始状态， 然后启动跟踪信号监控线程，周期性地读取跟踪信号数据库中各跟踪位置信号的值，当跟踪 信号无变化执行退出命令，当跟踪信号有变化，则读取跟踪信号状态变化，向启动对象即轧 线跟踪图形仿真器发送信息。所述的图形仿真步骤具体为启动跟踪信号监视器，初始化跟踪图，根据跟踪消息读取 该消息的详细信息，设置跟踪对象具体信息，周期性地读取，跟踪对象的动作调度，进行带 钢的前移、后退、延伸、收縮、转动的动作执行。本发明的有益效果突破了原来只能在过程计算机上査看图形化轧线物料跟踪的限制， 选择很少量的跟踪信号实现了在热轧生产管理级系统进行轧线图形化物料跟踪，使得在热轧 现场L2以外的大量管理人员能实时形象直观地监控热轧轧线生产过程及设备状态,并且对系 统影响很小。为生产及设备管理人员远程实时掌握热轧现场生产情况，进行生产技术分析， 及时调整热轧生产组织方案及制定设备抢修措施提供了帮助。
图1是本发明系统结构示意图。图2是本发明的轧线跟踪信号监视器逻辑示意图。图3是本发明的热轧跟踪图形仿真器逻辑示意图。
具体实施方式
-如图l:所示,本发明的提供的热轧MES图形化物料跟踪的方法包括a、 轧线信号跟踪步骤通过轧线跟踪信号采集器，选择确定从加热炉出口到巻取结束有代表性的轧线关键位置信号跟踪点，在过程计算机上L2将跟踪信号采集并通过通讯软件发送 到生产管理计算机MES上。b、 轧线信号过滤步骤通过轧线跟踪信号过滤器，MES接受过程计算机发送的跟踪信 号，对跟踪信号进行分析处理。保存有效跟踪信息到数据库中，并记录轧制间隔时间(超过 一定范围视作停机时间)等跟踪信息。c、 轧线信号监视及图形仿真步骤通过轧线跟踪图形仿真器，MES客户端应用包括轧 线跟踪信号监视器和轧线跟踪图形仿真器，轧线跟踪信号监视器监视跟踪信号数据库中跟踪 信号的变化，向轧线跟踪图形仿真器发送消息。轧线跟踪图形仿真器根据接收到的跟踪信号 绘制带钢动作图形。各模块具体说明如下(1)轧线跟踪信号釆集器首先根据轧线设备的布置及MES轧线物料跟踪图所需要的动作情况，确定L2轧线过程 计算机与MES系统的跟踪信号通讯电文结构，如下表表1 L2与MES跟踪信号通讯电文结构数据项名称含义COIL—NO钢巻号POSITION信号位置POINT—VAL采样点值SEND—TIME发送时间FMSTATUS精轧机架状态RMSTATUS粗轧轧机架状态R2PASS可逆机架返回道次数CBXFLAG热巻箱使用标志跟踪位置包括加热炉抽钢信息，粗轧机架l、粗轧机架2、热巻箱、精轧1机架、精轧末 机架，巻取机。跟踪位置信号举例表2:轧线跟踪位置举例跟踪位置采样点值说明RF111#加热炉抽钢信息RF212#加热炉抽钢信息RF313#加热炉抽钢信息(预留)RM11, 0粗轧水平轧机R1带钢头部咬钢、尾部抛钢信号RM21， 0粗轧水平轧机R2带钢头部咬钢、尾部抛钢信号CBX1， 0热巻箱带钢头部咬钢、尾部抛钢信号FMO1, 0精轧水平轧机F0带钢头部咬钢、尾部抛钢信号FM61， 0精轧水平轧机F6带钢头部咬钢、尾部抛钢信号DC11， 01弁巻取机DC1带钢头部咬钢、尾部抛钢信号DC21, 02井巻取机DC2带钢头部咬钢、尾部抛钢信号WGT1巻取区域称重机称重信号。采样点值POINT—VAL为1表示带钢头部到达该位置，目前以带钢头部进入机架的咬钢 信号来表示，0表示其尾部离开，2表示带钢在该位置轧废，3表示跟踪异常。FMSTATUS为精轧机F0 F6轧机状态信息，7位字符串对应7个机架，0表示该位对应 轧机故障，l表示该轧机正常。RMSTATUS为粗轧机Rl、 R2轧机状态信息，2位字符串对应2个机架，0表示该位对 应轧机故障，l表示该轧机正常。CBXFLAG热巻箱使用标志规约为1不使用，0使用。.轧制时当带钢头尾到达定义的位置时，L2跟踪采集器收集该位置信号，并通过通讯软件 将这些信号发送到MES系统。粗轧/精轧轧机状态信息、可逆机架返回道次数、热巻箱使用 标志以及轧废信号，由于会发生变化，故随每个跟踪位置点信息附加发送。(2)轧线跟踪信号过滤器MES轧线跟踪信号过滤器周期性扫描跟踪信号接受电文，对信号的接受时间、跟踪信号 值等进行有效性判断，将有效跟踪电文信息插入到跟踪信息表中。表3跟踪信息表结构数据项名称含义
POINT—ID信号标识
POSITION跟踪位置
POINT_VAL信号标志
CHANGE—FLAG改变标志
COIL—NO钢巻号
RECEIVE—TIME接收时间
SEND—TIMEL2发送时间
FMSTATUS精轧机架状态
RMSTATUS粗轧机架状态
R2PASSR2道次数
CBXFLAG热巻箱使用标志
跟踪信息表固定保留定义的跟踪位置的跟踪信息，同一位置有新信号接受到时，更新该 位置的信息。
根据信号接受时间的对比，记录停机间隔时间。
(3)轧线跟踪图形仿真器
如图2、 3所示，在MES客户端跟踪画面上，为了显示清晰，把轧线设备布置成上下两 层，定义带钢图形类(mybar)，其属性包括序号、层号、信号ID、信号值、钢巻号、当前头 部x坐标、目标头部x坐标、高度、当前宽度、目标宽度、反向移动标志、进入热巻箱标志、 目标巻取机号、带返回机架的道次号等，其方法包括移动(of_move)、延伸(of—growth)、 收缩(of—shrink)、清除(of—reset)等。
mybar类方法的功能说明
of_move (movestep)，根据步长movestep移动带钢头部到达其目标头部位置。如果 movestep为正，则前移，如果movestep为负，贝U后退。
of—growth (growstep)，根据步长growstep在带钢头部到达其目标头部位置前将其宽度延 伸到其目标宽度。
of—shrink (shrinkstep)， 根据步长shrinkstep在带钢头部到达其目标头部位置前将其宽度 收縮到其目标宽度。
0f_reSet()，清除该带钢对象数据，置该带钢对象为非活动状态，以被新的带钢生成时使用。
在MES客户端上启动跟踪图后，轧线跟踪图形仿真器首先启动跟踪信号监视器，并初 始化跟踪图，设置某跟踪位置的带钢目标移动位置，设置跟踪图对象的初始状态，如轧机状 态、仪表状态(模拟)、热巻箱状态、巻取机状态等。
跟踪信号监视器在取得跟踪信号的初始状态后，启动跟踪信号监控线程，周期性地(一 般为1秒)读取跟踪信号数据库中各跟踪位置信号的值，当读到某位置信号的改变时，表明 该位置带钢有新的动作，将该位置POINT—ID发送给跟踪图形仿真器。
轧线跟踪图形仿真器在接受到某POINT—ID的消息时，读取该POINTJD的跟踪信息数据，每次接受到板坯从加热炉抽出时，产生带钢mybar实例，并在周期性画面刷新(刷新周 期根据轧线布置确定)中，根据该POINT一ID的当前带钢位置及目标带钢位置，确定该带钢 mybar对象是前移、后退、延伸、收縮等动作，并根据带钢经过位置更新轧机、仪表状态， 启停热巻箱、巻取机转动。 .
*若带钢当前头部位置小于目标头部位置，则带钢前移。 *若带钢当前头部位置大于目标头部位置而且是返回道次，则带钢后移。
若带钢经过轧制并且带钢当前宽度小于目标宽度，则带钢延伸。 *若是返回道次并且带钢当前宽度大于目标宽度，则带钢收縮。 带钢头部进入热巻箱并且是使用热巻箱的情况下，启动热巻箱模拟动作动画，尾部离开 时停止。
带钢头部进入某指定巻取机时，启动巻取机图形对象转动，尾部进入时停止转动。 带钢经过某机架时，显示该位置的钢巻号。
轧线跟踪图形仿真器在接受到轧机故障状态信息时，显示红色轧机图形。 一旦某mybar 接受到信号值大于l或者巻取结束时，将该mybar清除。
在后退移动的时候，将原前移时带钢尾部(靠近加热炉方向)视作头部处理。在带钢从 跟踪图一层转到二层或从二层退到一层时，进行层次修改和mybar图形对象连接处理。
一般轧线上会同时有几块钢在轧制，因此需要根据轧制节奏设置带钢移动节奏，进行防 碰撞处理，并且根据实际允许进钢情况和带钢位置对带钢进入轧机进行等待处理。
权利要求
1、一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪方法，其特征是包括以下步骤a、轧线信号跟踪步骤通过轧线跟踪信号采集器，采集从加热炉出口到卷取结束的关键位置跟踪信号数据，通过通讯软件发送到生产管理计算机上；b、轧线信号过滤步骤通过轧线跟踪信号过滤器，对接受的跟踪信号进行分析过滤处理，将有效跟踪信号保存到数据库中；c、轧线信号监视及图形仿真步骤根据轧线跟踪信号监视器收集到的跟踪信号变化信息输入轧线跟踪图形仿真器，在生产管理级计算机系统客户端实时绘制出带钢动作图形，模拟现场实际轧制情况，实时反应出带钢位置和轧机设备状态。
2、 根据权利要求1所述的一种热轧生产管琿级图形化轧线物料跟踪方法，其特征是所述 的轧线信号监视步骤具体为首先与数据库建立连接，读取跟踪信号的初始状态，然后启动 跟踪信号监控线程，周期性地读取跟踪信号数据库中各跟踪位置信号的值，当跟踪信号无变 化执行退出命令，当跟踪信号有变化，则读取跟踪信号状态变化，向启动对象即轧线跟踪周 形仿真器发送信息。
3、 根据权利要求1所述的一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪方法，其特征是所述 的图形仿真步骤具体为启动跟踪信号监视器，初始化跟踪图，根据跟踪消息读取该消息的 详细信息，设置跟踪对象具体信息，周期性地读取，跟踪对象的动作调度，进行带钢的前移、 后退、延伸、收縮、转动的动作执行。
全文摘要
本发明涉及一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪方法。主要解决生产管理人员无法远程监控热轧轧线生产和设备情况的技术问题。本发明的技术方案为一种热轧生产管理级图形化轧线物料跟踪方法，包括以下步骤a.轧线信号跟踪步骤通过轧线跟踪信号采集器，采集从加热炉出口到卷取结束的关键位置跟踪信号数据，通过通讯软件发送到生产管理计算机MES上。b.轧线信号过滤步骤通过轧线跟踪信号过滤器，对接受的跟踪信号进行分析过滤处理，将有效跟踪信号保存到数据库中。c.轧线信号监视及图形仿真步骤根据轧线跟踪信号监视器收集到的跟踪信号变化信息输入轧线跟踪图形仿真器，在MES客户端实时绘制出带钢动作图形，模拟现场实际轧制情况，实时反应出带钢位置和轧机设备状态。本发明主要在MES上实现对轧制过程物料位置实时跟踪并动态绘制跟踪图。
文档编号G05B19/048GK101408757SQ20071009413
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月11日 优先权日2007年10月11日
发明者张小平 申请人:上海梅山钢铁股份有限公司