用于热连轧的双重化自动控制系统

摘要

本发明涉及热连轧自动控制技术领域，解决了现有热连轧自动控制系统更换过程机服务器时会影响生产的产品质量，浪费原材料的问题。技术方案概括为：用于热连轧的双重化自动控制系统，包括粗轧轧线、粗轧基础自动化模块、粗轧过程机、精轧轧线、精轧基础自动化模块、精轧过程机、轧线双重化服务器、和新轧线过程机，粗轧基础自动化模块分别与粗轧轧线、粗轧过程机和轧线双重化服务器连接通信，精轧基础自动化模块分别与精轧轧线、精轧过程机和轧线双重化服务器连接通信，轧线双重化服务器与新轧线过程机连接通信。本发明实现了在轧线正常生产的同时对新过程机进行调试，使得产品质量不受影响且不浪费原材料。特别适用于热连轧自动控制系统。

说明书

技术领域

本发明涉及热连轧自动控制技术领域，特别涉及一种用于热连轧的双重化自动控制技术。

背景技术

在热连轧自动控制系统中，随着过程机服务器的老化，其性能逐渐下降，容易出现对轧线的跟踪进程频繁中断等问题，最终导致生产的产品容易出现超宽、窄尺等现象，严重影响产品质量，因此需要对过程机服务器进行更换。目前热连轧自动控制系统更换过程机服务器采用的方法是：拆除旧设备，安装新设备，调试新设备；在新设备的调试过程中，就需要用真正的板坯原料来尝试生产，但此时新设备的控制逻辑、数学模型等还在调试中，导致生产的产品质量不受控，容易出现质量异常，并且会产生较多废钢，浪费原材料。

发明内容

本发明为解决现有热连轧自动控制系统更换过程机服务器时，会影响生产的产品质量，且浪费原材料的问题，提供一种用于热连轧的双重化自动控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：用于热连轧的双重化自动控制系统，包括粗轧轧线、粗轧基础自动化模块、粗轧过程机服务器、精轧轧线、精轧基础自动化模块、精轧过程机服务器、轧线双重化服务器、和新轧线过程机服务器，所述粗轧基础自动化模块分别与粗轧轧线、粗轧过程机服务器和轧线双重化服务器连接通信，精轧基础自动化模块分别与精轧轧线、精轧过程机服务器和轧线双重化服务器连接通信，轧线双重化服务器与新轧线过程机服务器连接通信；

所述粗轧基础自动化模块与粗轧过程机服务器之间能够相互读写数据，从而使粗轧基础自动化模块和粗轧过程机服务器协同工作完成对粗轧轧线的自动化控制；

所述精轧基础自动化模块与精轧过程机服务器之间能够相互读写数据，从而使精轧基础自动化模块和精轧过程机服务器协同工作完成对精轧轧线的自动化控制；

所述轧线双重化服务器不能向粗轧基础自动化模块和精轧基础自动化模块写入数据；

所述轧线双重化服务器用于获取粗轧基础自动化模块的粗轧数据，获取精轧基础自动化模块的精轧数据，然后将获取到的粗轧数据和精轧数据发送到新轧线过程机服务器；

所述新轧线过程机服务器用于根据预设粗轧程序和接收到的粗轧数据模拟粗轧轧钢过程并输出粗轧模拟轧钢结果，根据预设精轧程序和接收到的精轧数据模拟精轧轧钢过程并输出精轧模拟轧钢结果。

作为进一步优化，所述轧线双重化服务器包括共享内存区模块、粗轧数据采集模块、精轧数据采集模块、粗轧数据发送模块和精轧数据发送模块，所述共享内存区模块分别与粗轧数据采集模块、精轧数据采集模块、粗轧数据发送模块和精轧数据发送模块连接；

所述共享内存区模块用于存储粗轧数据和精轧数据；

所述粗轧数据采集模块用于在粗轧轧线工作时从粗轧基础自动化模块采集粗轧数据，并将采集到的粗轧数据存储到共享内存区模块；

所述精轧数据采集模块用于在精轧轧线工作时从精轧基础自动化模块采集精轧数据，并将采集到的精轧数据存储到共享内存区模块；

所述粗轧数据发送模块用于将共享内存区模块中的粗轧数据转化为新轧线过程机服务器需求的数据格式发送到新轧线过程机服务器；

所述精轧数据发送模块用于将共享内存区模块中的精轧数据转化为新轧线过程机服务器需求的数据格式发送到新轧线过程机服务器。

上述轧线双重化服务器作为数据中转站，分别采集粗轧基础自动化模块的粗轧数据和精轧基础自动化模块的精轧数据，将采集到的数据存入共享内存区模块，然后再分别将共享内存区模块内的粗压数据和精轧数据进行格式转换等处理后发送到新轧线过程机服务器。

作为进一步优化，所述轧线双重化服务器还包括数据录制模块、数据回放模块和数据存储模块，所述共享内存区模块分别与数据录制模块和数据回放模块连接，数据存储模块分别与数据录制模块和数据回放模块连接；

所述数据录制模块用于在粗轧轧线工作时从共享内存区模块录制粗轧数据，在精轧轧线工作时从共享内存区模块录制精轧数据，并将录制到的粗轧数据和精轧数据存储到数据存储模块；

所述数据回放模块用于在粗轧轧线停止工作时将数据存储模块中的粗轧数据写入共享内存区模块，在精轧轧线停止工作时将数据存储模块中的精轧数据写入共享内存区模块。

通过设置数据录制模块、数据回放模块和数据存储模块，在轧线正常工作时保存相应生产数据，当轧线停止工作时，新轧线过程机服务器利用保存的数据继续进行模拟轧钢，保证轧线停止工作时仍然能够对新轧线过程机进行模拟调试，提高调试效率。

作为进一步优化，所述数据录制模块按照预设的数据录制时长分别录制粗轧数据和精轧数据，或按照预设的数据录制帧数分别录制粗轧数据和精轧数据。按照预设的数据录制时长或帧数进行数据录制，避免保存的数据文件过大。

作为进一步优化，所述轧线双重化服务器还包括粗轧数据监控模块和精轧数据监控模块，所述共享内存区模块分别与粗轧数据监控模块和精轧数据监控模块连接，所述粗轧数据监控模块用于展示共享内存区模块中的粗轧数据，精轧数据监控模块用于展示共享内存区模块中的精轧数据。调试人员能在系统运行过程中实时查看共享内存区模块中的数据，以便确定问题原因。

作为进一步优化，用于热连轧的双重化自动控制系统还包括OPC服务器；

所述OPC服务器分别与粗轧基础自动化模块和粗轧数据采集模块连接，粗轧数据采集模块通过OPC服务器从粗轧基础自动化模块采集粗轧数据；

和/或，所述OPC服务器分别与精轧基础自动化模块和精轧数据采集模块连接，精轧数据采集模块通过OPC服务器从精轧基础自动化模块采集精轧数据。

通过OPC(OLE for Process Control)服务器进行数据的采集，能够解决由于基础自动化模块过于老旧而不支持Socket通信方式的问题。

有益效果是：本发明中，粗轧轧线、粗轧基础自动化模块、粗轧过程机服务器、精轧轧线、精轧基础自动化模块和精轧过程机服务器构成过程机服务器更换前的热连轧自动控制系统，更换过程机服务器时，加入轧线双重化服务器和新轧线过程机服务器，在轧线正常生产的基础上对新轧线过程机服务器进行调试，待新轧线过程机调试完毕后，移除粗轧过程机服务器、精轧过程机服务器和双重化服务器，并将新轧线过程机服务器分别与粗轧基础自动化模块和精轧基础自动化模块连接好后，新的热连轧自动控制系统即改造完成。本发明实现了热连轧自动控制系统更换过程机服务器时，既能保证正常的生产，又能对新轧线过程机服务器进行调试，使得生产的产品质量不受影响，并且不会浪费原材料。本发明特别适用于热连轧自动控制系统。

附图说明

图1是本发明实施例中过程机服务器更换前的系统结构图。

图2是本发明实施例中过程机服务器更换过程中的系统结构图。

图3是本发明实施例中过程机服务器更换后的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步说明本发明的技术方案。

本发明的技术方案是：用于热连轧的双重化自动控制系统，可以包括粗轧轧线、粗轧基础自动化模块、粗轧过程机服务器、精轧轧线、精轧基础自动化模块、精轧过程机服务器、轧线双重化服务器、和新轧线过程机服务器，所述粗轧基础自动化模块分别与粗轧轧线、粗轧过程机服务器和轧线双重化服务器连接通信，精轧基础自动化模块分别与精轧轧线、精轧过程机服务器和轧线双重化服务器连接通信，轧线双重化服务器与新轧线过程机服务器连接通信；其中，粗轧基础自动化模块与粗轧过程机服务器之间能够相互读写数据，从而使粗轧基础自动化模块和粗轧过程机服务器协同工作完成对粗轧轧线的自动化控制，精轧基础自动化模块与精轧过程机服务器之间能够相互读写数据，从而使精轧基础自动化模块和精轧过程机服务器协同工作完成对精轧轧线的自动化控制，轧线双重化服务器不能向粗轧基础自动化模块和精轧基础自动化模块写入数据，避免影响粗轧基础自动化模块和粗轧过程机服务器对粗轧轧线的自动化控制，以及避免影响精轧基础自动化模块和精轧过程机服务器对精轧轧线的自动化控制，轧线双重化服务器用于获取粗轧基础自动化模块的粗轧数据，获取精轧基础自动化模块的精轧数据，然后将获取到的粗轧数据和精轧数据发送到新轧线过程机服务器，新轧线过程机服务器用于根据预设粗轧程序和接收到的粗轧数据模拟粗轧轧钢过程并输出粗轧模拟轧钢结果，根据预设精轧程序和接收到的精轧数据模拟精轧轧钢过程并输出精轧模拟轧钢结果。

上述系统中，粗轧轧线、粗轧基础自动化模块、粗轧过程机服务器、精轧轧线、精轧基础自动化模块和精轧过程机服务器构成过程机服务器更换前的热连轧自动控制系统，更换过程机服务器时，加入轧线双重化服务器和新轧线过程机服务器，运行时，过程机服务器更换前的热连轧自动控制系统正常进行生产，并由轧线双重化服务器采集数据送入新轧线过程机服务器，新轧线过程机服务器根据接收到的数据模拟轧钢并输出模拟轧钢结果，工作人员就能够根据模拟轧钢结果对新轧线过程机服务器进行调试，待新轧线过程机调试完毕后，移除粗轧过程机服务器、精轧过程机服务器和双重化服务器，并将新轧线过程机服务器分别与粗轧基础自动化模块和精轧基础自动化模块连接好，最后就以粗轧轧线、粗轧基础自动化模块、精轧轧线、精轧基础自动化模块和新轧线过程机服务器构成了新的热连轧自动控制系统，完成了过程机服务器的更换，由上述可知，更换新机过程中能够在不影响轧线正常生产的同时完成对新过程机服务器的调试。

对上述系统进行进一步优化，具体可以是：轧线双重化服务器可以包括共享内存区模块、粗轧数据采集模块、精轧数据采集模块、粗轧数据发送模块和精轧数据发送模块，共享内存区模块分别与粗轧数据采集模块、精轧数据采集模块、粗轧数据发送模块和精轧数据发送模块连接，其中共享内存区模块用于存储粗轧数据和精轧数据，粗轧数据采集模块用于在粗轧轧线工作时从粗轧基础自动化模块采集粗轧数据，并将采集到的粗轧数据存储到共享内存区模块，精轧数据采集模块用于在精轧轧线工作时从精轧基础自动化模块采集精轧数据，并将采集到的精轧数据存储到共享内存区模块，粗轧数据发送模块用于将共享内存区模块中的粗轧数据转化为新轧线过程机服务器需求的数据格式发送到新轧线过程机服务器，精轧数据发送模块用于将共享内存区模块中的精轧数据转化为新轧线过程机服务器需求的数据格式发送到新轧线过程机服务器。上述轧线双重化服务器作为数据中转站，分别采集粗轧基础自动化模块的粗轧数据和精轧基础自动化模块的精轧数据，将采集到的数据存入共享内存区模块，然后再分别将共享内存区模块内的粗压数据和精轧数据进行格式转换等处理后发送到新轧线过程机服务器。

轧线双重化服务器还可以包括数据录制模块、数据回放模块和数据存储模块，共享内存区模块分别与数据录制模块和数据回放模块连接，数据存储模块分别与数据录制模块和数据回放模块连接，其中数据录制模块用于在粗轧轧线工作时从共享内存区模块录制粗轧数据，在精轧轧线工作时从共享内存区模块录制精轧数据，并将录制到的粗轧数据和精轧数据存储到数据存储模块，数据回放模块用于在粗轧轧线停止工作时将数据存储模块中的粗轧数据写入共享内存区模块，在精轧轧线停止工作时将数据存储模块中的精轧数据写入共享内存区模块。上述通过设置数据录制模块、数据回放模块和数据存储模块，在轧线正常工作时保存相应生产数据，当轧线停止工作时，新轧线过程机服务器利用保存的数据继续进行模拟轧钢，保证轧线停止工作时仍然能够对新轧线过程机进行模拟调试，提高调试效率。

数据录制模块可以按照预设的数据录制时长分别录制粗轧数据和精轧数据，也可以按照预设的数据录制帧数分别录制粗轧数据和精轧数据。按照预设的数据录制时长或帧数进行数据录制，避免保存的数据文件过大。

轧线双重化服务器还可以包括粗轧数据监控模块和精轧数据监控模块，共享内存区模块分别与粗轧数据监控模块和精轧数据监控模块连接，其中粗轧数据监控模块用于展示共享内存区模块中的粗轧数据，精轧数据监控模块用于展示共享内存区模块中的精轧数据。调试人员能在系统运行过程中实时查看共享内存区模块中的数据，以便确定问题原因。

用于热连轧的双重化自动控制系统还包括OPC服务器，OPC服务器分别与粗轧基础自动化模块和粗轧数据采集模块连接，粗轧数据采集模块通过OPC服务器从粗轧基础自动化模块采集粗轧数据，和/或，OPC服务器分别与精轧基础自动化模块和精轧数据采集模块连接，精轧数据采集模块通过OPC服务器从精轧基础自动化模块采集精轧数据。通过OPC(OLE for Process Control)服务器进行数据的采集，能够解决由于基础自动化模块过于老旧而不支持Socket通信方式的问题。

实施例

下面结合附图具体进行说明，本例的粗轧基础自动化模块采用粗轧PLC，精轧基础自动化模块采用精轧PLC。

本例中，热连轧自动控制系统在更换粗轧过程机服务器和精轧过程机服务器前的系统结构如图1所示，粗轧轧线、粗轧PLC和粗轧过程机服务器完成粗轧生产，精轧轧线、精轧PLC和精轧过程机服务器完成精轧生产。

本例的用于热连轧的双重化自动控制系统，即是指将粗轧过程机服务器和精轧过程机服务器更换为新轧线过程机服务器的更换过程中所用的系统，如图2所示，包括粗轧轧线、粗轧PLC、粗轧过程机服务器、精轧轧线、精轧PLC、精轧过程机服务器、OPC服务器、轧线双重化服务器、和新轧线过程机服务器，其中轧线双重化服务器包括共享内存区模块、粗轧数据采集模块、精轧数据采集模块、粗轧数据发送模块、精轧数据发送模块、数据录制模块、数据回放模块、数据存储模块、粗轧数据监控模块和精轧数据监控模块；粗轧PLC分别与粗轧轧线、粗轧过程机服务器和OPC服务器连接通信，精轧PLC分别与精轧轧线、精轧过程机服务器和OPC服务器连接通信，OPC服务器分别粗轧PLC、粗轧数据采集模块、精轧PLC和精轧数据采集模块连接通信，共享内存区模块分别与粗轧数据采集模块、精轧数据采集模块、粗轧数据发送模块、精轧数据发送模块、粗轧数据监控模块、精轧数据监控模块、数据录制模块和数据回放模块连接，数据存储模块分别与数据录制模块和数据回放模块连接，新轧线过程机服务器分别与粗轧数据发送模块和精轧数据发送模块连接。

粗轧PLC与粗轧过程机服务器之间相互读写数据，从而共同完成对粗轧轧线的自动化控制，精轧PLC与精轧过程机服务器之间相互读写数据，从而共同完成对精轧轧线的自动化控制；轧线双重化服务器不能通过OPC服务器向粗轧PLC和精轧PLC写入数据,以保证如图1所示的更换过程机服务器前的系统能够进行正常生产。粗轧轧线工作时，粗轧数据采集模块通过OPC服务器从粗轧PLC采集粗轧数据，并将采集到的粗轧数据存储到共享内存区模块，同时数据录制模块按照预设的数据录制时长从共享内存区模块录制粗轧数据，并将录制到的粗轧数据存储到数据存储模块，当粗轧轧线停止工作时，数据回放模块将数据存储模块中的粗轧数据写入共享内存区模块。精轧轧线工作时，精轧数据采集模块通过OPC服务器从精轧PLC采集精轧数据，并将采集到的精轧数据存储到共享内存区模块，同时数据录制模块按照预设的数据录制时长从共享内存区模块录制精轧数据，并将录制到的精轧数据存储到数据存储模块，当精轧轧线停止工作时，数据回放模块将数据存储模块中的精轧数据写入共享内存区模块。

粗轧数据发送模块将共享内存区模块中的粗轧数据转化为新轧线过程机服务器需求的数据格式后发送到新轧线过程机服务器；精轧数据发送模块将共享内存区模块中的精轧数据转化为新轧线过程机服务器需求的数据格式后发送到新轧线过程机服务器。新轧线过程机服务器根据预设粗轧程序和接收到的粗轧数据模拟粗轧轧钢过程并输出粗轧模拟轧钢结果，根据预设精轧程序和接收到的精轧数据模拟精轧轧钢过程并输出精轧模拟轧钢结果。

相关工作人员在新轧线过程机模拟轧钢过程中，不断发现、修改、完善程序，并且能通过粗轧数据监控模块和精轧数据监控模块实时查看共享内存区模块中的数据。

待新轧线过程机调试完成后，移除粗轧过程机服务器、精轧过程机服务器和双重化服务器，并将新轧线过程机服务器与OPC服务器连接好，最后就得到了如图3所示的新的热连轧自动控制系统，包括粗轧轧线、粗轧PLC、精轧轧线、精轧PLC、OPC服务器和新轧线过程机服务器。其中OPC服务器是用来解决通信接口的支持问题，OPC服务器的移除或保留根据粗轧PLC、精轧PLC和新轧线过程机服务器所支持的通信接口来确定。