CN104635608B - 轧制设定信息传输滞后的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够检测轧制设定信息在轧制基础自动化与轧制过程自动化之间信息交互是否延时的轧制设定信息传输滞后的检测方法。该检测方法，通过轧制基础自动化按时间间隔发送累加通信值到轧制过程自动化；在轧制过程自动化中判断接受两次通信值的时间间隔与轧制基础自动化发送累加通信值的间隔时间是否相同；从而对轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的通讯传递是否滞后进行检测和判断。采用该方法能够保证生产的顺利进行，避免由于轧制信息传输滞后带来损失；保证轧制信息在轧制过程自动化和基础自动之间的准确交互，保证了轧制稳定进行和轧制质量。

Description

轧制设定信息传输滞后的检测方法

技术领域

本发明涉及自动化程度轧制中轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的信息传递技术，尤其是涉及一种轧制设定信息传输滞后的检测方法。

背景技术

公知的：目前的轧钢厂在大力进行产品产量提高的同时,也根据用户要求,对产品质量进行深入研究,并采取自动化手段进行控制,在控轧控冷技术大力发展的同时,相应的在轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的信息传递量也成倍增加,轧制基础自动化限于高速、准确指挥设备动作，不能完成复杂的数学模型计算，同时也不能储存大批量的数据，而这些功能和处理只能由计算能力较强的过程自动化服务器或是机群来完成，如此，为了保证轧制稳定进行和轧制质量，相关的轧制设定信息和计划信息必须准确在基础自动化与过程自动化之间交互。因此，在轧制过程中两级自动化之间的信息的及时性和准确性就现得尤为重要。

传统的信息传递都只是局限于信息本身的保真，而对信息是否稳定、正常传递没有进行相关研究。因此在传统的轧制基础自动化与轧制过程自动化的信息交互过程中，则在轧制基础自动化与轧制过程自动化设备本身故障的时候，不能传递轧制数据，导致生产不受控，出现设备损伤或是质量不可控。

发明内容

本发明提供一种能够检测轧制设定信息在轧制基础自动化与轧制过程自动化之间交互时，是否出现延时的轧制设定信息传输滞后的检测方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案：轧制设定信息传输滞后的检测方法，包括以下步骤：

1)在轧制过程自动化的HMI控制界面上设置轧制过程自动化与轧制基础自动化之间的通信信号指示灯；

2)在轧制基础自动化上设置用于累加整型量的累加器；所述轧制基础自动化根据通讯中断频率通过累加器累加整型量，并设定一个整型量的复位值，整型量复位一次通过累加器累加轧制基础自动化内部变量一次并形成累加通信值；所述轧制基础自动化的信号发生器将累加通信值通过工业以太网发送到轧制过程自动化；

3)轧制过程自动化按预定的时间间隔采集轧制自基础自动化的累加通信值，轧制过程自动化将累加通信值转化成两位信号，所述两位信号是指通过数据处理能够转化成0、1的信号值；

同时根据信号值控制指示灯的显示颜色；在轧制过程自动化内设置时间判断模块；所述时间判断模块用于判断指示灯两次颜色切换的时间；当间隔时间超过了设定时间间隔，则通过轧制过程自动化的HMI报警进行指示。

具体的，所述轧制基础自动化采用S7-400；轧制过程自动化化采用SIMATICWINCC。

具体的，所述HMI控制界面由以下内容组成：通信信号指示灯、报警信息输出框。

具体的，步骤1)中所述的通信信号指示灯由一个小圆形C1表示，信号指示通过C1的背景颜色在红绿之间进行切换显示。

具体的，步骤2)中轧制基础自动化的信号发生器通过以下方式产生累加通信值：

(1)在S7-400内，设定循环组织块OB32的中断时间间隔为20ms；

(2)在S7-400循环组织块内调用S7-400整型累加器，累加整型量MW38，当MW38大于50时，则对MW38进行复位，同时累加内部变量MW32；

(3)通讯程序块通过tcp/ip把MW32发送到轧制过程自动化。

具体的，步骤3)中轧制过程自动化WINCC内部创建变量L1_rev_yb_timer,同时程序按照500ms的时间间隔进行循环扫描，采集来自轧制基础自动化MW32的值。

具体的，：步骤3)中WINCC内对L1_rev_yb_timer的绝对值进行取余运算，并赋值给变量A1；则有A1＝abs(L1_rev_yb_timer)％2。

具体的，步骤3)中根据信号值控制指示灯颜色采用以下方式：

当A1＝0时，C1的背景颜色为红色；

当A1＝1时，C1的背景颜色为绿色。

具体的，步骤3)中在WINCC内创建时间判断模块，以判断两次颜色的切换间隔时间t：

当t>1200ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳超时，请注意；

当t>2000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳迟滞，请检查；

当t>3000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络故障，请检查。

本发明提供的轧制设定信息传输滞后的检测方法；通过轧制基础自动化按时间间隔发送累加通信值到轧制过程自动化；在轧制过程自动化中判断接受两次通信值的时间间隔与轧制基础自动化发送累加通信值的间隔时间是否相同。从而对轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的通讯传递是否滞后进行检测和判断；然后通过指示灯颜色变化的闪烁频率进行反应；因此人工可以通过指示灯的闪烁频率以及是否正常闪烁来确认两级自动化之间的通信是否正常或是出现通信堵塞。避免了操作人员在操作轧机进行轧制过程中，在轧制过程自动化和轧制基础自动化通信阻塞时设定轧制信息，从而保证轧制信息的准确性；保证了生产的顺利进行，避免了由于轧制信息传输滞后带来损失；保证了轧制信息在轧制过程自动化和基础自动之间的准确交互，保证了轧制稳定进行和轧制质量。

附图说明

图1是本发明实施例中轧制基础自动化和轧制过程自动化的结构流程图。

图2是本发明实施例中轧制设定信息传输滞后的检测方法的逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图2所示的逻辑框图，轧制设定信息传输滞后的检测方法，包括以下步骤：

1)在轧制过程自动化的HMI控制界面上设置轧制过程自动化与轧制基础自动化之间的通信信号指示灯；

2)在轧制基础自动化上设置用于累加整型量的累加器；根据轧制基础自动化通讯中断频率通过累加器累加整型量并设定一个整型量的复位值，整型量复位一次通过累加器累加轧制基础自动化内部变量一次并形成累加通信值；所述轧制基础自动化的信号发生器将累加通信值通过工业以太网发送到轧制过程自动化；

3)轧制过程自动化按预定的时间间隔采集轧制自基础自动化的累加通信值，轧制过程自动化将累加通信值转化成两位信号，同时根据信号值不同，控制指示灯的显示颜色；在轧制过程自动化内设置时间判断模块；所述时间判断模块用于判断指示灯两次颜色切换的时间；当间隔时间超过了设定时间间隔，则通过轧制过程自动化的HMI报警进行指示。所述两位信号是指通过数据处理能够转化成0、1的信号值。

上述轧制设定信息传输滞后的检测方法，由于通过轧制基础自动化通信中断频率进行累加整型量，并设定一个整型量的复位值，整型量复位一次通过累加器累加轧制基础自动化内部变量一次并形成累加通信值；轧制基础自动化的信号发生器产生累加通信值，通过工业以太网将信息发送到轧制过程自动化。因此在确定通信中断频率下根据整型量的复位值可以计算出轧制基础自动化前后发出两个累加通信值的间隔时间。然后将累加通信值传送到轧制过程自动化；在轧制过程自动化中判断接受两次通信值的时间间隔与轧制基础自动化前后发出两个累加通信值的间隔时间是否相同。从而对轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的通讯传递是否失真进行检测和判断。

因此采用本发明所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法进行信息传递与传统轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的信息传递相比：传统的信息传递都只是局限于信息本身的保真。而本发明所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，实现了对轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的信息传递数据稳定性和信息交互的精确性的检测和判断；从而在轧制基础自动化与轧制过程自动化本身出现故障时进行报警。避免了在轧制基础自动化和轧制过程自动化本身出现故障时，操作人员仍然进行操作，造成生产不受控，出现设备损伤或是质量不可控的情况。同时由于本发明所述轧制设定信息传输滞后的检测方法将对轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的通讯传递是否失真进行检测和判断的结果通过指示灯颜色变化的闪烁频率进行反应；因此人工可以通过指示灯的闪烁频率以及是否正常闪烁来确认两级自动化之间的通信是否正常或是出现通信堵塞。避免了操作人员在操作轧机进行轧制过程中，在轧制过程自动化和轧制基础自动化通信阻塞时设定轧制信息，从而保证轧制信息的准确性；保证了生产的顺利进行，避免了由于轧制信息失真带来损失。保证了轧制信息在轧制过程自动化和基础自动之间的准确交换，保证了轧制稳定进行和轧制质量。

在步骤1)中具体的可以通过以下方式实现，所述的通信信号指示灯由一个小圆形C1表示，信号指示通过C1的背景颜色在红绿之间进行切换显示。通信信号指示灯可以通过LED灯进行显示。所述HMI是Human Machine Interface的缩写，“人机接口”，也叫人机界面。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。具体的，所述HMI控制界面由以下内容组成：通信信号指示灯、报警信息输出框。

具体的，所述轧制基础自动化采用S7-400；轧制过程自动化采用SIMATIC WINCC。所述S7-400是指工业控制PLC；S7-400能够实现轧制基础自动化过程中的参数检测以及简单运算。所述SIMATIC WINCC是指视窗控制中心，它是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。

具体的，轧制基础自动化采用S7-400，在步骤2)中轧制基础自动化的信号发生器通过以下方式产生累加通信值：

(1)在S7-400内，设定循环组织块OB32的中断时间间隔为20ms。把1秒钟分隔成50分，最大程度上减少信号丢失，或是故障导致程序不运算，若是时间间隔直接设定成1秒钟也是可以的，但这样若是出现运行问题或是故障，则可能导致一个发送到轧制过程自动化的信号丢失，导致心跳立即出现问题而报警，通过这种方式处理，可以最大程度上避免误报或是PLC系统不稳定等问题。

(2)在S7-400循环组织块内调用S7-400整型累加器，累加整型量MW38，通过S7-400比较功能模块CMP对MW38与50进行比较；当MW38大于50时，则对S7-400通过MOVE指令对MW38进行复位，MW38＝0，同时累加内部变量MW32。所述MW38为循环计数，50次为一秒，MW32为一累加值，通过取余运算可以直接分隔出0、1信号，同时记录当前的心跳信号数。

(3)通讯程序块通过tcp/ip把MW32发送到轧制过程自动化。

因此S7-400每间隔时间间隔为20ms×50＝1000ms；发送一个MW32信号。即S7-400的网路心态值为1000ms。

所述TCP/IP为Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

具体的，步骤3)中轧制过程自动化WINCC内部创建变量L1_rev_yb_timer,同时程序按照500ms的时间间隔进行循环扫描，采集来自轧制基础自动化MW32的值；并将MW32存储到L1_rev_yb_timer内。

具体的，步骤3)中WINCC内对L1_rev_yb_timer的绝对值进行取余运算，并赋值给变量A1；则有A1＝abs(L1_rev_yb_timer)％2。

所述轧制过程自动化WINCC内部创建变量L1_rev_yb_timer,同时程序按照500ms的时间间隔进行循环扫描，采集来自轧制基础自动化MW32的值；并将MW32存储到L1_rev_yb_timer内。轧制过程自动化SIMATIC WINCC对L1_rev_yb_timer的绝对值进行取余运算，并赋值给变量A1；则有A1＝abs(L1_rev_yb_timer)％2。

所述MW32是从轧制基础自动化也就是PLC传上来的心跳计算值，该值为累加值，通过该值前后进行比较，可以得到是否出现心跳信号丢失问题，若是前后相差大于1，则是心跳信号丢失，两级通信不稳，小于1则可能是两级信号内的计算变量清零或是出现了系统故障灯，MW32，L1_rev_yb_timer均为变量的名称，可以更换为其他名称。

具体的步骤3)中根据信号值控制指示灯颜色采用以下方式：

当A1＝0时，C1的背景颜色为红色；

当A1＝1时，C1的背景颜色为绿色。即当A1＝0时控制LED为红色，当A1＝1时控制LED为绿色。

具体的，步骤3)中在轧制过程自动化SIMATIC WINCC内创建时间判断模块；判断两次颜色的切换间隔时间t：

当t>1200ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳超时，请注意；

当t>2000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳迟滞，请检查；

当t>3000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络故障，请检查。

所述在轧制过程自动化SIMATIC WINCC内创建时间判断模块即采用计时器；也可以通过计算机程序实现。

实施例

轧制基础自动化采用S7-400进行程序设计，轧制过程自动化采用SIMATIC WINCC进行界面及控制程序设计。

轧制过程自动化采用SIMATIC WINCC的HMI控制界面由以下内容组成：通信信号指示灯、报警信息输出框；在HM1控制界面上设置通信信号指示灯由一个小圆形C1表示，信号指示通过C1的背景颜色在红绿之间进行切换显示。

1、轧制基础自动化处理阶段

1.1轧制基础自动化的信号发生器通过以下方式产生信号值：

1.2在S7-400设定程序内，设定循环组织块OB32的中断时间间隔为20ms；

1.3在S7-400循环组织块内调用S7-400整型累加器，累加整型量MW38，当MW38大于50时，则对MW38进行复位，同时累加内部变量MW32；

1.4通讯程序块通过tcp/ip把MW32发送到轧制过程自动化。

2、轧制过程自动化SIMATIC WINCC处理阶段

2.1在轧制过程自动化SIMATIC WINCC内部创建变量L1_rev_yb_timer,同时程序按照500ms的扫描时间进行循环扫描，以接受来自轧制基础自动化MW32的值；

2.2在轧制过程自动化SIMATIC WINCC内对L1_rev_yb_timer的绝对值进行取余运算，并赋值给变量A1；则有：A1＝abs(L1_rev_yb_timer)％2。

2.3对HIM上通信指示灯对红色、绿色小圆块隐藏、显示属性根据A1值进行变更：

当A1＝0时，C1的背景颜色为红色；当A1＝1时，C1的背景颜色为绿色。

2.4在轧制过程自动化SIMATIC WINCC内内创建时间判断程序，以判断两次颜色的切换间隔时间t：

当t>1200ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳超时，请注意；

当t>2000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳迟滞，请检查；

当t>3000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络故障，请检查。

上述实施例实现了对网络心跳为1000MS的轧制基础自动化与轧制过程自动化之间的通讯交换滞后进行了检测。从而可以保证轧制基础自动化与轧制过程自动化之间通信交互的及时性，避免了在轧制基础自动化与轧制过程自动化之间通信出现滞后时，进行轧制作业，从而避免轧制过程发生重大事故，提高了轧制过程的安全性以及轧制过程的稳定性。

通过上述实施例轧钢过程的相关设定和轧制信息得到有效保真和传递，同时有效降低废钢率，使得因为信息传递失真导致的产品质量不可控得到极大改善，月作业时间增加了4.3小时，采用本发明前后的效果见表1。

表1 本发明实施前后效果对比表

通过本发明所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法在轧钢过程中的应用以及上述表格可以看出本发明所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，能够提高轧制基础自动化与轧制过程自动化之间信息交互的稳定性，保证了轧制工艺的顺利进行；减少了由于错误信息而导致轧机不可控，损伤设备；降低人工劳动强度，提高了生产效率，降低了废钢率，提高了成品合格率。

Claims (9)

1.轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在轧制过程自动化的HMI控制界面上设置轧制过程自动化与轧制基础自动化之间的通信信号指示灯；

2)在轧制基础自动化上设置用于累加整型量的累加器；所述轧制基础自动化根据通讯中断频率通过累加器累加整型量，并设定一个整型量的复位值，整型量复位一次通过累加器累加轧制基础自动化内部变量一次并形成累加通信值；所述轧制基础自动化的信号发生器将累加通信值通过工业以太网发送到轧制过程自动化；

3)轧制过程自动化按预定的时间间隔采集轧制基础自动化的累加通信值，轧制过程自动化将累加通信值转化成两位信号，所述两位信号是指通过数据处理能够转化成0、1的信号值；

同时根据信号值控制指示灯的显示颜色；在轧制过程自动化内设置时间判断模块；所述时间判断模块用于判断指示灯两次颜色切换的时间；当间隔时间超过了设定时间间隔，则通过轧制过程自动化的HMI报警进行指示。

2.根据权利要求书1所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：所述轧制基础自动化采用S7-400；轧制过程自动化采用SIMATIC WINCC。

3.根据权利要求书2所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：所述HMI控制界面由以下内容组成：通信信号指示灯、报警信息输出框。

4.根据权利要求书3所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：步骤1)中所述的通信信号指示灯由一个小圆形C1表示，信号指示通过C1的背景颜色在红绿之间进行切换显示。

5.根据权利要求书3所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：步骤2)中轧制基础自动化的信号发生器通过以下方式产生累加通信值：

(1)在S7-400内，设定循环组织块OB32的中断时间间隔为20ms；

(2)在S7-400循环组织块内调用S7-400整型累加器，累加整型量MW38，当MW38大于50时，则对MW38进行复位，同时累加内部变量MW32；

(3)通讯程序块通过tcp/ip把MW32发送到轧制过程自动化。

6.根据权利要求书5所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：步骤3)中轧制过程自动化SIMATIC WINCC内部创建变量L1_rev_yb_timer,同时程序按照500ms的时间间隔进行循环扫描，采集来自轧制基础自动化MW32的值；并将MW32存储到L1_rev_yb_timer内。

7.根据权利要求书6所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：步骤3)中轧制过程自动化SIMATIC WINCC对L1_rev_yb_timer的绝对值进行取余运算，并赋值给变量A1；则有A1＝abs(L1_rev_yb_timer)％2。

8.根据权利要求书7所述的轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：步骤3)中根据信号值控制指示灯颜色采用以下方式：

当A1＝0时，C1的背景颜色为红色；

当A1＝1时，C1的背景颜色为绿色。

9.根据权利要求书8所述的一种轧制设定信息传输滞后的检测方法，其特征在于：步骤3)中在SIMATIC WINCC内创建时间判断模块，以判断两次颜色的切换间隔时间t：

当t>1200ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳超时，请注意；

当t>2000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络心跳迟滞，请检查；

当t>3000ms时，则在报警信息输出框内输出信息：网络故障，请检查。