CN101825888B - 方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对传统的方坯连铸机运行工作方式的选择及切换控制方法中没有备用的控制方法进行替换及易操作性不好的问题，提出了一种方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法。该方法在传统的方坯连铸机运行工作方式的选择及切换方法上，不增加任何硬设备，只是通过编程在监控人机界面中增加了工作方式选择及切换的控制输入，实现监控人机界面上进行工作方式的选择及切换(软切换)，与操作台上的万能转换开关进行工作方式的选择及切换(硬切换)共同存在的方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制，不仅方便了操作人员的操作，同时还提高了方坯连铸机运行的安全性和可靠性。

Description

方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法
技术领域
本发明属于工业自动化领域，特别是涉及连铸机工作方式选择及切换控制方法，具体涉及一种方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法。
背景技术
在方坯连铸生产中，方坯连铸机运行一般有五种工作方式选择及切换，即运行方式选择及切换。有“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种方式。按流设置。实现方坯连铸机浇铸工艺过程的控制。
“断开”工作方式：置此工作方式时，结晶器振动，拉矫机不能开动，但其它设备可以开动。可以进行部分设备的试车。连铸机停机后，应置此方式。
“手动”工作方式：置此方式时，除保留必要的安全联锁外，其它联琐均解除，所有设备均可手动开机。在自动运行发生故障时，可使用此方式维持生产。连铸机单机试车应置此方式。
“送引锭”工作方式：置此方式进行“送引锭”操作，在拉矫机操作台、火切机操作台上，送退引锭点动按钮盒完成“送引锭”操作。
“浇铸准备”工作方式：置此方式是浇铸前对设备、三水系统、能介系统、安全的全面检查确认。
“浇铸”工作方式：
工作条件：各流结晶器冷却水、压力、流量符合规定值；二冷水总管水压符合规定值；安全水塔满水位信号。在浇注启动后，该工作条件解除。在浇注生产中低于规定值报警，仅发报警信号。
置此方式，方坯连铸机进行浇注生产操作。
通过以上描述可知，方坯连铸机运行工作方式的选择及切换的控制实现为：首先，要保证万能转换开关上“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位的顺序不可改变，其次，万能转换开关可以从“断开”工作方式依次向上选择至“浇注”工作方式，从“浇注”工作方式向下选择必须先回选“断开”工作方式后，其它工作方式才有效。
目前方坯连铸机运行工作方式的选择及切换，一般采用万能转换开关进行工作方式选择及切换，工作方式的状态在操作室监控人机界面上显示，各个工作方式的控制功能及联锁在控制设备(如：可编程逻辑控制器)中实现。
由于传统的方坯连铸机运行工作方式的选择及切换由操作台上的万能转换开关进行，可是方坯连铸生产过程的操作控制主要是由操作人员通过操作室监控人机界面进行显示操作的，当要操作工作方式的选择及切换时，操作人员必须离开监控人机界面转到操作台上对万能转换开关进行操作，因此不便于操作人员直观灵活地操作。同时，方坯连铸机运行工作方式的选择及切换贯穿于方坯连铸机运行控制中，不可分离。但是，传统的选择及切换控制方法只能通过万能转换开关作为控制输入，当该控制方法出现故障时，没有备用的控制方法进行替换。
对于传统的方坯连铸机运行工作方式的选择及切换控制方法的不足，如果在监控人机界面上增加能够进行方坯连铸机运行工作方式的选择及切换控制功能，就会提高工作方式选择及切换控制方法的易操作性。同时，监控人机界面上进行工作方式的选择及切换(软切换)与操作台上的万能转换开关进行工作方式的选择及切换(硬切换)共同存在，可实现方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制，提高方坯连铸机运行的安全性和可靠性。
到目前为止，尚无相关研究报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法，在方坯连铸机运行控制时，即能够满足操作人员方便操作，又能实现软/硬切换的冗余控制，提高方坯连铸机运行操作的安全性、可靠性和易操作性。
本发明涉及以下几个技术问题：
(1)控制输入端
方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法，因计算机上的监控人机界面可以对它进行选择及切换操作，操作台上的万能转换开关也可以对它进行选择及切换操作，所以出现了二个控制源对一点控制输出。对于控制的考虑需要在万能转换开关上加一点硬点作为“远程控制”位，当万能转换开关在“远程控制”位时，就是监控人机界面上软转换开关作为控制输入对方坯连铸机工作方式进行选择及切换操作；当万能转换开关在“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位时，就是万能转换开关作为控制输入对方坯连铸机工作方式进行选择及切换操作。
(2)控制功能的实现
各个工作方式的控制功能及联锁在编程控制设备(如：可编程逻辑控制器)中实现。当采集的万能转换开关的状态信号，在“远程控制”位时，就进入计算机(HMI)软切换联锁控制程序，联锁控制输出到中间状态变量M05；在“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位时，就进入万能转换开关硬切换联锁控制程序，联锁控制输出到中间状态变量M04。
(3)控制输出端
由于是二个控制输入源对一点控制输出，所以在联锁控制输出程序中对中间状态变量M04和M05进行融合处理，输出存放到工作方式状态变量M01中。监控人机界面输出显示通过模拟变量operate在监控人机界面上实现。
本发明的具体技术方案是：
该方法涉及万能转换开关(2)、可编程控制设备(1)和监控人机界面(3)：万能转换开关(2)作为方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中“硬切换”的控制输入，在万能转换开关(2)上加一点硬点作为“远程控制”位；监控人机界面(3)作为方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中“软切换”的控制输入，在计算机监控人机界面(3)建立一个模拟变量operate，把方坯连铸机运行的五种工作方式与变量operate建立起对应关系，实现“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位顺序不可改变的功能，同时在监控人机界面(3)上实现操作和显示；各个工作方式的控制功能及联锁在可编程控制设备(1)中实现；硬切换联锁控制输出状态变量M04与存放有计算机(HMI)软切换联锁控制状态输出变量M05进行融合处理，并将结果输出存放到工作方式状态变量M01中。
可编程控制设备是指可编程逻辑控制器或其它。
附图说明
图1是方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的原理图。
图2是方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的总体流程图。
图3是方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的计算机(HMI)软切换联锁控制程序流程图。
图4是方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的万能转换开关硬切换联锁控制程序流程图。
图5是方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的联锁控制输出程序流程图。
本发明具有的优点和积极效果是：该方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法，是在传统的方坯连铸机运行工作方式的选择及切换方法上，不增加任何硬设备，只是通过编程在监控人机界面中增加了工作方式选择及切换的控制输入，实现了监控人机界面上进行工作方式的选择及切换(软切换)，与操作台上的万能转换开关进行工作方式的选择及切换(硬切换)共同存在的方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制，不仅方便了操作人员的操作控制，同时还提高了方坯连铸机运行的安全性和可靠性。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法进行详细描述
实施例1：
图1示出了方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的电气通路，包括万能转换开关(2)、可编程控制设备(1)和监控人机界面(3)。
万能转换开关(2)作为方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中“硬切换”的控制输入，并且要保证万能转换开关上“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位和远程控制位的顺序不可改变。
可编程控制设备(1)实现方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法的连锁控制。
监控人机界面(3)作为方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中“软切换”的控制输入，并且显示当前五种工作方式的状态。
实施例2：
(1)把万能转换开关(2)的状态信号采集到I01中存放。
变量I01与万能转换开关控制位对应表
  地址号   工作方式   状态
  I01.0   断开   0/1
  I01.1   手动   0/1
  I01.2   送引锭   0/1
  I01.3   准备浇铸   0/1
  I01.4   浇铸   0/1
  I01.5   远程控制   0/1
(2)判断是否是“远程控制”。
如果I01.5＝1是“远程控制”，进入计算机(HMI)软切换联锁控制程序。
如果I01.5＝0不是“远程控制”，进入万能转换开关硬切换联锁控制程序。
(3)将二个联锁控制程序的输出进行融合处理形成一个输出。
实施例3：
(1)在计算机监控人机界面建立一个模拟变量operate。把方坯连铸机运行的五种工作方式与变量operate建立起对应关系，实现“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位的顺序不可改变的功能，同时在监控人机界面上实现操作和显示。
变量operate与监控人机界面中五种工作方式的对应表
  地址号   工作方式   状态
  operate   断开 operate＝1
  operate   手动 operate＝2
  operate   送引锭 operate＝3
  operate   准备浇铸 operate＝4
  operate   浇铸 operate＝5
(2)如图3所示的联锁控制流程实现从“断开”工作方式依次向上选择至“浇注”工作方式，从“浇注”工作方式向下选择必须先回选“断开”工作方式后，其它工作方式才有效的联锁控制功能。并把控制输出存放到中间状态变量M05中。
中间状态变量M05与五种工作方式的对应表
  地址号   工作方式   状态
  M05.0   断开   0/1
  M05.1   手动   0/1
  M05.2   送引锭   0/1
  M05.3   准备浇铸   0/1
  M05.4   浇铸   0/1
实施例4：
(1)如图4所示通过变量I01存放的万能转换开关状态信息实现从“断开”工作方式依次向上选择至“浇注”工作方式，从“浇注”工作方式向下选择必须先回选“断开”工作方式后，其它工作方式才有效的联锁控制功能。并把控制输出存放到中间状态变量M04中。
中间状态变量M04与五种工作方式的对应表
  地址号   工作方式   状态
  M04.0   断开   0/1
  M04.1   手动   0/1
  M04.2   送引锭   0/1
  M04.3   准备浇铸   0/1
  M04.4   浇铸   0/1
(2)当万能转换开关作为控制输入时，为了把当前的工作方式状态在监控人机界面上显示，所以如图4所示还要将中间状态变量M04中的状态体现在模拟变量operate上，达到通过模拟变量operate在监控人机界面上显示当前的工作方式，同时实现软切换跟踪硬切换的功能。
实施例5：
图5是方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法实施控制的联锁控制输出程序流程图。该程序实现了对存放有万能转换开关硬切换联锁控制输出状态变量M04与存放有计算机(HMI)软切换联锁控制状态输出变量M05进行融合处理，并将结果输出存放到工作方式状态变量M01中。
工作方式状态变量M01与五种工作方式的对应表
  地址号   工作方式   状态
  M01.0   断开   0/1
  M01.1   手动   0/1
  M01.2   送引锭   0/1
  M01.3   准备浇铸   0/1
  M01.4   浇铸   0/1
在实际的方坯连铸机运行操作时，以方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中计算机(HMI)软切换联锁控制方法为主，因为该方法操作方便。当出现故障需要采用万能转换开关硬切换联锁控制方法时，这才去操作万能转换开关。

Claims (2)

1.一种方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法，该方法涉及万能转换开关（2）、可编程控制设备（1）和监控人机界面（3），其特征在于，该方法采用万能转换开关（2）和监控人机界面（3）的冗余控制，万能转换开关（2）作为方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中“硬切换”的控制输入，在万能转换开关（2）上选择任一档位作为“远程控制”位；当万能转换开关（2）处于“远程控制”位时，以监控人机界面（3）作为方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法中“软切换”的控制输入，在计算机监控人机界面（3）建立一个模拟变量operate，把方坯连铸机运行的五种工作方式与变量operate建立起对应关系，实现“断开”、“手动”、“送引锭”、“浇铸准备”、“浇注”五种工作方式位顺序不可改变的功能，同时在监控人机界面（3）上实现操作和显示；各个工作方式的控制功能及联锁在可编程控制设备（1）中实现；硬切换联锁控制输出状态变量M04与存放有计算机(HMI)软切换联锁控制状态输出变量M05进行运算处理，并将结果输出存放到工作方式状态变量M01中。
2.根据权利要求1所述的方坯连铸机工作方式选择及切换联锁的冗余控制方法，其特征在于，可编程控制设备是可编程逻辑控制器。
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