过程控制级模拟轧钢系统技术方案

本发明专利技术提供一种模拟轧钢系统，其属于过程计算机层面的一种单层面模拟系统，可用于模拟应用系统的综合调试、现场冷负荷测试以及热负荷测试。其包括三大部分：１、计划模拟器，其可周期模拟从生产计划管理计算机来的轧制计划；２、抽钢模拟器，其可模拟从加热炉来的抽钢报文，生成轧线区域的跟踪起始指针，插入请求起始事件，并为后续事件的自动发送做好准备；３、事件自动发生模拟器，其可模拟由轧线基础自动化系统来的各种报文，每个报文根据板坯在生产线上的实际位置，动态产生模拟报文，再进一步自动产生后续事件；该事件自动发生模拟器还可模拟生产线上从水平除磷设备开始，到２号步进梁为止所有的与过程控制有关的事件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟轧钢系统。
技术介绍
轧钢行业的特点是连续化强、实时性强、控制点多、工艺复杂，目前这方面的自动控制发展也是日新月异，原先大量的操作都逐步通过控制系统来实现。在不锈钢工程1780热轧项目中，用户要求在热轧投产时，上到生产计划管理计算机的合同管理、计划管理、实绩管理、库区管理、发货管理功能，包括中间过程控制级的所有应用、模型功能，中到过程控制级的所有过程控制功能，下到基础自动化所有的直接数字控制功能单元必须全部投入。面对这样一个庞大而复杂的系统工程，如何做到在短短的半年时间完成全部的现场测试？尤其是现场冷负荷测试，计划仅仅只有一个月时间，如何做到在冷负荷测试中对所有的设备运转状态的确认？如果按照传统的测试办法，要在上述那么短的时间内完成各项测试任务，几乎是不可能的。目前这种情况下，国外又是如何做的呢？为了降低开发成本，缩短开发周期，各集成厂商逐渐重视模拟轧钢的研制，一般是在新的生产线推出的同时推出模拟轧钢功能，目的是为了进行应用系统的综合调试、现场冷负荷测试以及热负荷测试。模拟轧钢在现场调试中以及热负荷生产产品规格扩大的试验中起着越来越重要的作用，一方面可以在轧钢生产之前模拟轧制过程中的模型设定参数，从而优化生产工艺参数，如各机架间的轧制力、轧制功分配，以代替试轧，避免轧制损失；另一方面可以随时检查现场的设备准备状态和现场信号间的传递情况，以保证在实物轧制前，现场设备已全部具备轧钢条件。在以往的项目开发中，如果没有模拟轧钢功能，则软件开发成本巨大、开发周期长，尤其是在现场测试时，没有模拟轧钢功能，直接通过实物来进行测试，将耗费大量的原材料，甚至对设备安全造成隐患。模拟轧钢的发展从一开始并没有一个完整的系统概念，我们可以把模拟轧钢从模拟功能层次和工艺两个不同角度来考虑。按功能层次可分为局部功能模拟、单层面模拟和多层面模拟三种形式。局部功能模拟是指在模拟单个信号、报文的基础上形成了以局部功能为主的模拟系统。在轧钢厂设备控制技术中，如轧辊换辊模拟及加热炉装钢模拟、抽钢模拟等都属于局部功能模拟。单层面模拟是指在一个完整的系统层面下，结合多个区域局部模拟，进行应用系统综合模拟，可以说是代表者现代轧钢模拟的一种整体思想，如过程控制级层面的整体模拟。多层面模拟是指同时将两个或多个单层面模拟有机地结合起来，对应大型多级控制系统的一种多层次的立体模拟。如果把模拟轧钢按照工艺范围来分，又可以分为单区域模拟和多区域模拟，如热轧粗轧区域单独模拟或精轧区域单独模拟都可以称之为单区域模拟，而两个或两个以上的单区域模拟结合起来又可以称之为多区域模拟，如热轧中粗轧、精轧、卷取多区域联合模拟。区域模拟与上述单层面与多层面组合，可以形成单区域单层面模拟、单区域多层面模拟、多区域单层面模拟、多区域多层面模拟，此处不一而论。目前国内外一些知名轧钢厂只有局部的模拟轧钢功能，没有从系统的角度形成一个完整的层面模拟系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种模拟轧钢系统，其属于过程计算机层面的一种单层面模拟系统，可用于模拟应用系统的综合调试、现场冷负荷测试以及热负荷测试。本过程控制级的模拟轧钢系统分为以下三大部分1、计划模拟器，其可周期模拟从生产计划管理计算机来的轧制计划(新计划、调整计划)；2、抽钢模拟器，其可模拟从加热炉来的抽钢(单卷、定时、自动节奏、短节奏)报文，生成轧线区域的跟踪起始指针，插入请求起始事件，并为后续事件的自动发送做好准备；3、事件自动发生模拟器，其可根据事件的启动顺序，模拟由轧线基础自动化系统来的各种跟踪、设定、实绩报文，每个报文根据板坯在生产线上的实际位置，动态产生模拟报文，依照信号跟踪的自然顺序，再进一步自动产生后续事件；该事件自动发生模拟器还可模拟生产线上从水平除磷设备开始，到2号步进梁为止所有的与过程控制有关的事件。由于采用了上述技术方案，本专利技术的优点和技术上的进步如下在宝钢1580热轧生产线现场测试中，没有过程控制级系统的模拟轧钢系统，现场测试共9个月左右，而一钢1780现场测试只用了4个半月的时间。在热轧试生产运行阶段，对于产品规格扩大的试验中，模拟轧钢系统的使用可以减少轧件的浪费，增加设备运行安全系数。附图说明图1是模拟轧钢系统与相关系统的结构示意图。图2是本专利技术的过程控制级的模拟轧钢系统的总体结构图。图3事件模拟发生器的逻辑结构图。具体实施例方式如图1、2所示本专利技术的模拟轧钢系统包括 计划模拟器，其包括计划模拟器接收报文的模拟器本体(PRDSIM)以及计划模拟器命令交互工具模块(PRDUTL)；抽钢模拟器，其包括抽钢模拟器接收报文的模拟器本体(EXTSIM)以及抽钢模拟器命令交互工具模块(EXTUTL)；事件自动发生模拟器，其包括计事件自动发生模拟器的模拟器本体(DYMSIM)、事件自动发生模拟器的启动处理装置(DYMTIM)以及事件自动发生模拟器的命令交互工具模块(DYMUTL)。首先通过PRDUTL(计划模拟器命令交互工具软件)与PRDSIM(计划模拟器接收报文的模拟器本体)周期性模拟L3(生产管理系统)来的轧制计划数据报文，计划数据在抽钢前全部存放在数据库中。同时，再通过EXTUTL(抽钢模拟器命令交互工具软件)与EXTSIM(抽钢模拟器接收报文的模拟器本体)周期性模拟加热炉抽钢，板坯数据一旦抽出后，就启动应用跟踪程序产生新的跟踪指针。以上这些都是模拟轧钢的外围工作，真正的模拟生产线过程是通过模拟轧钢的本体DYMUTL(事件自动发生模拟器的命令交互工具软件)、DYMTIM(事件自动发生模拟器的启动处理)与DYMSIM(事件自动发生模拟器的模拟器本体)来实现的。各模块具体说明如下(1)计划模拟器(轧制计划SIMULATOR)一般来说，一个轧制计划包含若干个板坯数据，相对应一个计划头报文后面要跟随多个钢卷原始数据报文。钢卷原始数据报文中包含板坯的原始数据、要轧制成钢卷的目标数据，以及相关质量要求等。计划模拟器主要功能为周期模拟从生产计划管理计算机来的轧制计划，其中包含两种报文一是轧制计划头报文(计划状态、计划起始时间，计划内板坯的块数、计划内起始顺序号等)；二是钢卷原始数据报文。另外，计划模拟器还需模拟加热炉的装炉实绩报文(装炉时间、炉号、炉列等)。(2)抽钢模拟器(抽钢SIMULATOR)主要功能为模拟从加热炉来的抽钢报文，生成轧线区域的跟踪起始指针；插入请求起始事件，并为后续事件的自动发送做好准备。模拟抽钢有以下几种方式①单块板坯抽钢可以用抽钢模拟器Utility抽钢或在模拟状态下通过画面直接抽钢，一次仅抽一块板坯，方法比较简单；②定周期板坯抽钢用抽钢模拟器Utility设定抽钢周期，以固定周期方式抽钢，周期时间一般大于100s，例如可设定为120s。③定周期短节奏板坯抽钢用抽钢模拟器Utility设定抽钢周期，以固定周期方式抽钢，周期较短，一般设定小于60s。到目前为止，所有的热轧钢铁厂在实绩生产中，抽钢节奏不可能做到小于60s，但是，为了测试应用程序的可靠性、确认跟踪区域连锁功能及L1(轧线基础自动化系统)设备进钢条件连锁等，短节奏模拟轧钢非常有必要。可以说如果没有短节奏模拟轧制，上述连锁方面的确认将无法模拟确认。④轧制节奏自动控制板坯抽钢模拟节奏方式抽钢。在现场模拟测试中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过程控制级模拟轧钢系统，其特征在于，包括：计划模拟器，其可周期模拟从生产计划管理计算机来的轧制计划；抽钢模拟器，其可模拟从加热炉来的抽钢报文，生成轧线区域的跟踪起始指针，插入请求起始事件，并为后续事件的自动发送做好准备； 事件自动发生模拟器，其可根据事件的启动顺序，模拟由轧线基础自动化层面来的各种跟踪、设定、实绩报文，每个报文根据板坯在生产线上的实际位置，动态产生模拟报文，依照信号跟踪的自然顺序，再进一步自动产生后续事件；该事件自动发生模拟器 还可模拟生产线上从水平除磷设备开始，到２号步进梁为止所有的与过程控制有关的事件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽雁，包清，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]