一种基于数据驱动的钢厂胶带机流程控制方法与流程-k8凯发

本发明属于胶带机流程自动化控制，具体涉及一种基于数据驱动的钢厂胶带机流程控制方法。

背景技术：

1、在钢厂原料场以及原料场给烧结机和高炉供料的工艺环节，配置有很多输送物料的胶带机，物料由起点依次经多条胶带机输送至终点，叫做一个流程。起点或者终点不同，就形成了不同的胶带机流程。胶带机流程的启动原则是逆起顺停，即启动时，从终点开始依次启动胶带机，停止时，从起点依次停止胶带机。在钢厂原料场以及原料场给烧结机和高炉供料的工艺环节，物料品种繁多，物料品种不同，存放地点、用户也不同，胶带机流程因此而交错复杂。生产的多样性和快速性，客观上要求众多的胶带机流程频繁的启停、切换。而目前钢厂的胶带机流程控制，主要靠生产操作工分时、分段、甚至分界面启动或切换流程，启动或切换一条流程，需要分几步操作才能完成。这种操作方式造成生产作业效率低，容易误操作引发生产事故，很大程度上影响到了原料场的大规模化和连续化生产，给烧结机和高炉的原料保供带来极大隐患。

技术实现思路

1、为解决现有钢厂原料场以及原料场给烧结机和高炉供料的工艺环节的胶带机流程控制主要靠生产操作工分时分段启动或切换流程、造成生产作业效率低、容易误操作引发生产事故的技术问题，本发明提供了一种基于数据驱动的钢厂胶带机流程控制方法，生产作业效率高。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于数据驱动的钢厂胶带机流程控制方法，包括单体胶带机控制模块和流程控制模块；

3、在单体胶带机控制模块中，plc采集胶带机的故障保护信号及胶带机运行反馈信号，将运行反馈信号赋值给运行状态变量，输出运行状态变量值；对故障保护信号进行逻辑运算，判断该胶带机有无故障，并输出故障状态变量；胶带机无故障且处于自动模式下选中状态，收到预警指令，输出预警信号；胶带机无故障且处于自动模式下选中状态，收到启动指令，输出启动信号，传输给胶带机电气控制回路，启动胶带机。

4、流程控制模块包括流程允许选中模块、选中流程模块、撤选流程模块、自动流程模块、手动流程模块、流程允许启动模块、流程预警模块、流程启动模块、流程顺停模块和流程切换模块。

5、流程允许选中模块采集当前流程中所有胶带机的选中状态、故障状态、运行状态变量，及允许选中流程条件信号，判断是否能够选中该流程。

6、选中流程模块生成流程中的每个胶带机的选中信号脉冲，并发送给流程中的单体胶带机控制模块，使得流程中的胶带机处于选中状态。

7、撤选流程模块生成流程中的每个胶带机的撤选信号脉冲，并依次发送给流程中的单体胶带机控制模块，使流程中的胶带机处于未选中状态。

8、自动流程模块生成流程中的每个胶带机的自动信号脉冲，并依次发送给流程中的单体胶带机控制模块，使流程中的胶带机处于自动状态。

9、手动流程模块生成流程中的每个胶带机的手动信号脉冲，并依次发送给流程中的单体胶带机控制模块，使流程中的胶带机处于手动状态。

10、流程允许启动模块采集当前流程中所有胶带机的故障状态变量即允许启动流程条件变量，判断流程里的胶带机的故障情况。

11、流程预警模块生成流程中的每个胶带机的预警指令脉冲，并依次发给流程中的单体胶带机控制模块，使流程中胶带机处于预警状态。

12、流程启动模块生成胶带机的顺启指令脉冲，并发给流程中的单体胶带机控制模块，启动胶带机。

13、流程顺停模块控制胶带机的顺序停止。

14、流程切换模块控制胶带机的路径切换。

15、对胶带机系统的每条起点胶带机，设置一个流程调度画面，在流程调度画面排列出以该胶带机为料源起点的所有流程，每条流程有若干条胶带机。

16、点击流程调度画面的任意一条流程，调出一个共享操作界面即流程操作画面。上面设置有选中流程、撤选流程、自动流程、手动流程、顺启流程、顺停流程等6个按钮，及流程切换之启动编号、流程切换之停止编号两个数字输入域。“选中流程”按钮，用于选中流程；“撤选流程”按钮，用于撤选已经选中的流程；“自动流程”按钮，用于把已经选中流程中的胶带机全部置于自动模式；“手动流程”按钮，用于把已经选中流程中的胶带机全部置于手动模式；“顺启流程”按钮，用于把选中流程中的胶带机依次从终点胶带机启动，直至起点胶带机启动；“顺停流程”按钮，用于把选中流程中的胶带机依次从起点胶带机停止，直至终点胶带机停止；流程切换之停止编号和流程切换之启动编号用于流程切换。

17、plc采集胶带机的过载、跑偏、打滑、撕裂等故障保护信号及胶带机运行反馈信号。把运行反馈信号赋值给运行状态变量，输出运行状态变量，运行状态变量值为1，表示胶带机正在运行，运行状态变量值为0，表示胶带机停止。对过载、跑偏、打滑、撕裂等故障保护信号进行逻辑云算，判断该胶带机有无故障，并输出故障状态变量，故障状态变量值为1，表示有故障，故障状态变量值为0，表示无故障，此外，单体胶带机控制模块还输出选中状态变量。

18、胶带机在选中状态，接收到自动信号，则胶带机处于自动模式。胶带机无故障且处于自动模式下选中状态，收到预警指令，则输出预警信号，电铃响铃。电铃响铃过程中，收到撤选信号或者停止信号，或者发生故障，则停止响铃。胶带机无故障且处于自动模式下选中状态，收到启动指令，则输出启动信号“1”，并传输给胶带机电气控制回路，启动胶带机。胶带机有故障，或者处于自动模式下选中状态，收到停止指令，则输出停止信号“0”，并传输给胶带机电气控制回路，停止胶带机。单体胶带机控制模块是一个公共共享模块，流程操作时，被所有的胶带机调用，每条胶带机调用单体胶带机控制模块时，配置一个数据块，以保存本胶带机的状态信息和指令。

19、流程控制模块负责对胶带机系统的带料流程进行控制，其功能包括流程的选中控制、撤选控制、自动模式控制、手动模式控制、顺启流程控制、顺停流程控制、流程切换控制等。流程模块的输入信号包括允许选中流程条件、允许启动流程条件以及流程中每条胶带机的选中状态变量、故障状态变量、运行状态变量。流程模块的输出信号包括流程中每条胶带机的选中信号、撤选信号、自动信号、手动信号、预警指令、顺启指令、顺停指令等。流程的长度设为变量len，即流程里胶带机的数量。设流程从起点胶带机开始，至流程终点胶带机的胶带机编号依次为dev1、dev2、dev3、dev4、dev5、dev6、dev7……dev(len)。

20、流程启动模块的具体工作流程为：流程预警模块把流程长度len的值，赋给顺启时胶带机编号变量index_str时，如果流程仍处于选中情况下(即fsel＝1)，则生成编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len)胶带机】的顺启指令脉冲，并发给流程中编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len)胶带机】的单体胶带机控制模块，启动编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len)胶带机】。编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len)胶带机】运行起来后，延时t秒，index_str＝index_str-1，生成编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len-1)胶带机】的顺启指令脉冲，并发给流程中编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len-1)胶带机】的单体胶带机控制模块，启动编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len-1)胶带机】。编号为index_str值的胶带机运行起来后，延时t秒，index_str＝index_str-1，生成编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len-2)胶带机】的顺启指令脉冲，并发给流程中编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len-2)胶带机】的单体胶带机控制模块，启动编号为index_str值的胶带机【此时即dev(len-2)胶带机】……。这样，在顺启的过程中，每启动完一台胶带机，index_str＝index_str-1，即胶带机编号减1，就把流程中的胶带机由数据驱动的方式，由终点dev(len)胶带机依次启动到起点dev1胶带机。

21、时间t为胶带机启动间隔时间，一般取10秒至15秒。

22、流程顺停模块的具体工作流程为：在流程已经选中情况下，点击“流程操作画面”的“顺停流程”按钮，则(1)顺启时的胶带机编号变量index_str＝0，即如有流程正在顺启过程中，则停止启动。(2)同时流程预警定时器启动变量lpsr复位，预警定时器停止计时，终止将要进行的流程顺启，进入不到顺启阶段。(3)同时，顺停时的胶带机编号变量index_stp＝1，即将从编号为dev1的胶带机开始停止。首先判断编号为index_stp值的胶带机(此时即dev1胶带机)是否运行？如果编号为index_stp值的胶带机(此时即dev1胶带机)处于运行状态，则延时t1秒，生成编号为index_stp值的胶带机(此时即dev1胶带机)的顺停指令脉冲，并发给流程中编号为index_stp值的胶带机(此时即dev1胶带机)的单体胶带机控制模块，停止编号为index_stp值的胶带机(此时即dev1胶带机)。编号为index_stp值的胶带机(此时即dev1胶带机)处于停止状态或停止运行后，延时t2秒，index_stp＝index_stp 1，判断编号为index_stp值的胶带机(此时即dev2胶带机)是否运行？如果编号为index_stp值的胶带机(此时即dev2胶带机)处于运行状态，生成编号为index_stp值的胶带机(此时即dev2胶带机)的顺停指令脉冲，并发给流程中编号为index_stp值的胶带机(此时即dev2胶带机)的单体胶带机控制模块，停止编号为index_stp值的胶带机(此时即dev2胶带机)。编号为index_stp值的胶带机(此时即dev2胶带机)处于停止状态或停止运行后，延时t3秒，index_stp＝index_stp 1，判断编号为index_stp值的胶带机(此时即dev3胶带机)是否运行？如果编号为index_stp值的胶带机(此时即dev3胶带机)处于运行状态，生成编号为index_stp值的胶带机(此时即dev3胶带机)的顺停指令脉冲，并发给流程中编号为index_stp值的胶带机(此时即dev3胶带机)的单体胶带机控制模块，停止编号为index_stp值的胶带机(此时即dev3胶带机)。这样，顺停过程中，每停止完一台胶带机，index_stp＝index_stp 1，即胶带机编号加1，就把流程中的胶带机由数据驱动的方式，由起点胶带机依次停止到终点胶带机，把流程停下来。由于流程里胶带机长度彼此不同，所以输送完上面的物料所需时间也不同，即t1、t2、t3、、、、各不相同，该时间由胶带机的长度和运行速度决定，即胶带机长度除以运行速度。

23、流程切换模块的具体工作流程为：两条流程共用一部分胶带机，如y型流程，含a流程和b流程。a流程，从起点开始胶带机编号为a1、a2、a3、a4、a5、a6……。b流程，从起点开始胶带机编号为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9……。a流程从编号为m的胶带机即a(m)胶带机起，与b流程从编号为n的胶带机即b(n)胶带机起，依次为同一条胶带机，即a(m)与b(n)为同一条胶带机，a(m 1)与b(n 1)为同一条胶带机，a(m 2)与b(n 2)为同一条胶带机……，a流程的终点胶带机与b流程的终点胶带机为同一条胶带机。a流程与b流程起点不同，但两条流程的终点相同，料源的物料品种可能不同，生产中存在流程切换问题。原先a流程带一种物料，从a流程起点a1胶带机至a流程终点胶带机。现在要换为从b流程起点b1胶带机运输另一种物料至终点胶带机。为提高生产作业效率，尽量少停止已经在运行的胶带机，就需要路径切换。即更换运输另一种物料时，a流程与b流程的公共胶带机不停止。

24、本发明与现有技术相比，具体有益效果体现在：本发明为一种基于数据驱动的钢厂胶带机流程控制方法，通过布置流程启动模块、流程顺停模块、流程切换模块等具备核心功能的单体胶带机控制模块和流程控制模块，本发明解决了钢厂原料场以及原料场给烧结机和高炉供料的工艺环节的胶带机流程控制主要靠生产操作工分时分段启动或切换流程、造成生产作业效率低、容易误操作引发生产事故的问题，同时提高了原料场生产作业率，最大程度降低了设备停机时间，确保了烧结机和高炉的原料缓冲仓里的物料时刻处于有料且充足状态，从而确保了烧结机和高炉的原料保供，顺应了原料场的大规模化和连续化生产。