1、概述
L2過程控制系統主要功能是通過跟蹤及事件系統,觸發模型設定及自學習，將設定數據下放到PLC，為軋線設備提供精確的設定數據；并對軋線數據進行在線記錄,提供各類報表,為生產管理或L3系統提供數據。
2、系統功能描述
過程控制系統包括如下功能模塊：
● 初始數據輸入（PDI）? ●?跟蹤,時序數采系統? ?●?數據通訊? ?●?數據記錄及報表系統? ?●?人機界面（HMI）
●?通用軟件? ?●?模擬軋鋼? ? ?●?節奏控制? ? ?●?模型系統
2.1 初始數據的輸入(PDI)
PDI主要功能是完成生產計劃的錄入，編排及管理。
圖：WEB引擎構架
圖：PDI頁面示例
2.2跟蹤及時序系統
2.2.1跟蹤系統
跟蹤的目的是確定軋件 (板坯、帶鋼、鋼卷) 在生產線上的實際位置和有關狀況，以便在規定的時間啟動有關應用程序，完成過程控制的其他功能。
跟蹤從加熱爐上料開始，到卷取卸卷完成結束。根據區域，分為爐前、爐內和軋線跟蹤。
當板坯到達上料輥道之后，操作員根據軋制計劃通過操作站核對板坯，必要時，可變更爐號、爐列號，實行強制核對。
從板坯放到上料輥道上開始，到加熱爐爐前輥道對中，為加熱爐入口跟蹤范圍。輥道的自動運轉順序控制由L1進行，L2僅傳送爐號、爐列號。
2.2.2時序系統
時序系統主要完成軋線事件觸發,數據采集,數據下放等功能;
根據不同的事件時刻,將時序系統進行分類:FCESEQ、RMSEQ、FMSEQCTCSEQ、DCSEQ；
事件觸發按照功能代碼標志,采用郵箱,公共事件標志等方式,觸發模型,數據采集,日志記錄等進程；
數據采集以20HZ記錄軋線數據,經過事件觸發,對采集數據進行詳細的分析處理(多種處理方式),為模型設定和自學習提供準確的數據;同時,在線記錄功能會將軋線所有的過程數據以文件形式保存。
圖: 時序系統流程圖
2.3 數據通訊
過程控制系統與PLC、HMI及其他相關設備通訊均采用以太網通訊，通過標準TCP/IP協議完成，主要包括如下模塊：
●?模型服務器之間的通訊
●?與數據庫服務器通訊
●?與HMI服務器的通訊
●?與PLC的通訊
●?與L3 MES通訊
●?與加熱爐過程控制系統通訊
●?與軋輥間通訊
●?與編程器通訊
2.4 數據記錄及報表系統
過程控制系統數據記錄包括兩部分：記錄文件、數據庫。
為保證應用程序間的數據高效地、無互鎖地流通，過程控制系統使用了大量的公共內存區。公共區是指通過系統函數，生成的全局共享內存，這些內存地址固定，系統其他進程不會占用該地址。這些公共內存區的數據通常分為三類：軋線數據、成品數據和軋件數據，主要為程序間通訊使用。
過程控制系統在軋制結束后，會將公共區數據分別寫入記錄文件及數據庫。記錄文件主要駐留在磁盤中，可通過系統工具進行查詢。數據庫文件可通過數據庫工具或我方的WEB服務器進行查詢。
過程控制系統為用戶提供工程報表，質量分類報表，生產統計報表等各類報表，報表可通過系統下的工具和IE瀏覽器分別查詢。
2.4.1工程報表
工程報表主要以軋件為查詢方式，顯示與模型相關的設定及實測數據。根據軋線模型分類，主要包括粗軋工程報表、熱卷箱工程報表、精軋工程報表、CTC工程報表、卷取工程報表。
2.4.2質量分類報表
本系統的質量統計報表系統以數據庫，二級跟蹤系統，PDA為依托，以網頁為表現形式，集質量統計報表查詢和瀏覽功能于一身，結合PDA曲線，圖文并茂的反映了板坯的各項質量統計指標。與傳統的大量紙質報表相比，本系統結合PDA曲線反映帶鋼全長實際軋制曲線，操作更簡單，信息更全面，方式更多樣，適合熱軋電氣，工藝及銷售等各方使用。本系統用三種方式，只需要兩個簡單的操作，就可以輕松快速搜索并查看到相應的質量總計報表、精軋寬度報表、精軋厚度報表、精軋平直度報表、精軋凸度報表和精軋溫度報表，卷取溫度報表等報表信息。
圖: 質量報表構架圖
質量分類報表系統包括如下軟件模塊：
●?BKPDA軟件
BKPDA 是一款功能強大的數據記錄、存儲、分析軟件，包含了數據記錄軟件、在線監視軟件、離線分析軟件等，既能在線查看實時數據，又能離線分析數據。并具有嚴格的用戶訪問權限機制和高效的多任務模式，最高采樣精度可達1ms，采用服務器客戶端模式，以太網內任何客戶機都能連接到服務器查看實時和歷史數據。
●?BKQDS軟件
質量分類程序運行在質量分類服務器，基于BKPDA的支持，對PDA服務器采集到的過程數據進行分析并統計質量指標、繪制質量指標曲線并保存在數據庫中，通過Web訪問的方式查看質量分類報表和指標曲線。
●?二級跟蹤系統
過程跟蹤系統一般在二級服務器下運行，將每塊鋼的軋制來料，成品及過程數據保存至數據庫中，以便BKQUA系統調用。
●?BKQUA軟件
BKQUA軟件系統需要安裝ORACLE10G數據庫，IIS服務器，PHP及ASP語言，FLASH播放器；采用服務器瀏覽器模式，通過網頁訪問質量分類報表。
●?BKEXP軟件
BKEXP軟件系統通過PHP后臺函數，將質量分類報表根據用戶訂制需求，導出到EXCEL中進行保存、打印、查詢。
2.4.3生產統計報表
? ? 過程控制系統為用戶提供班報、日報、月報、年報等各類生產統計報表形式，通過文字、FLASH工具，以各類圖表形式顯示給用戶，并可以通過BKEXP軟件，導出至EXCEL中進行保存，打印等。
2.5人機界面 (HMI)
L2的人機界面目前一般與L1的HMI在硬件上合成一個HMI系統，但各操作臺設有L2專用畫面。HMI設備安裝在各個操作室和計算機室的PC機。CRT畫面分成顯示畫面和輸入畫面兩種類型 。操作人員通過顯示畫面了解過程控制的有關信息。操作人員通過輸入畫面和鍵盤向計算機輸入必要的數據和命令。畫面的種類和格式在詳細設計階段確定。
圖: L2 HMI示意圖
HMI系統詳細信息參見L1 HMI系統。
2.6通用軟件
為了保證用戶對系統進行更好的編程、維護、管理，二級過程系統提供豐富的通用軟件，保證系統的正常運轉。
2.7模擬軋鋼
過程控制系統提供兩類不同的模擬軋鋼系統。
第一是系統狀態為模軋狀態下的模擬軋鋼。該模軋系統只在L2內部系統進行，不與L1系統進行通訊，主要測試二級系統的跟蹤、時序、模型設定。該模軋主要用于離線測試二級系統程序。
第二是系統狀態下為在線狀態下的模擬軋鋼。該模擬軋鋼系統是在與L1在線通訊的情況下，通過L1發送請求，采用下一塊將要出爐的板坯數據進行模擬軋制，二級所有的跟蹤、時序、模型均正常運行，L1所有設備均按照軋制過程正常模擬的過程。該模軋方式主要用于正常生產時。
2.8節奏控制
軋制節奏的主要任務是實現全線物流的最佳化，用于最大化的提升產量，其為板坯從幾個加熱爐之一出坯提供操作指導。目的是在精軋機獲得期望的軋制時間，同時避免下游軋機板坯的碰撞。
軋機節奏計算期望的下塊出爐板坯的出爐時間，與模型預測結合，測得的下游軋機當前壓下的過程時間。這些計算在一些重要的過程點反復計算，總是在分析主要的延誤條件、設備有效性和加熱要求。
根據預測的軋制時間、精軋期望的軋制時間、和預測的延遲，針對下塊將要軋制的板坯，軋制節奏計算一個預測的加熱爐出坯時間。在出爐時間生成之前，出爐延誤可以被修改。出爐延誤的修改是基于實際的軋制和傳送時間、軋機延誤、操作工的操作。