CN105728682A - 一种连铸开浇生产自动语音系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸开浇生产自动语音系统，所述自动语音系统包括通讯设备、控制设备和播音设备，所述通讯设备包括DP总线、中继器、ET200T通信模件、交换机，用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括烘烤器，中间包车高度限位参数、中包车停位位置参数、工艺中包钢水吨位、结晶器液位检测值、执行机构的开口度值等关键参数；控制设备；控制设备包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC用以进行自动语音控制，对流程状态和异常信号进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，平台PLC进行逻辑处理，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放，所述播音设备包括语音模件和播音音响。

Description

一种连铸开浇生产自动语音系统

技术领域

本发明涉及一种语音系统，具体涉及一种连铸开浇生产自动语音系统，属于连铸生产自动化控制技术领域。

背景技术

连铸生产中，新中包开浇生产是整个生产过程中的关键环节，同时也是一个非稳态环节。在此生产过程中，有以下几个关键的工艺时间参数和工艺控制点需要严格控制和识别播报。1、中间包停烘时间，新的离线中间包预热好后需要开到工作位（俗称浇注位）进行生产，由于连铸工艺对耐材烘烤温度的要求，此时间必须严格控制，超过规定的工艺时间必须中断操作以确保连铸生产的稳定可靠，连铸操作人员俗称此时间段为中包停烘时间。2、大包开浇时间，新中包到达工作位后，从钢水包打开到注入新的中间包的时间同样需要严格控制（俗称大包出苗时间），此时间段控制时间过长和过短都会造成后续的生产被动甚至引发操作事故；3、中包开浇时间，新中包钢水通过特定的耐材制品（浸入式水口）注入用于钢水成型的设备（结晶器中），其中从开始注入到设备启动的时间也是连铸工序关键的工艺参数，俗称中包出苗时间。该出苗时间依据不同的产品规格、不同的钢水温度有着严格的时间控制要求。时间过长会导致后续的产品头部发生质量问题，时间过短则会造成开浇钢水漏出的严重事故。

4、连铸机起步时间点、连铸二冷水开启时间点、板坯跟踪值长度、铸机停机超时报警---上述的几个时间点都是连铸开浇过程中的关键工艺参数，需要及时播报提供给现场特点的操作人员，给他们提供完整的生产信息才能确保现场生产操作的可控。

以上列举的关键时间点和工艺参数等，目前国内外都是采用中控室监控人员通过监控画面，自己计算累计时间和查看关键工艺参数进行语音播报。由于在连铸开浇过程中，主控室人员需要监控的各种信息量很大，需要监控的画面也很多，而上述的工艺参数和时间点都是以秒为单位来计算精确的，所以难免造成关键工艺参数和时间节点播报不及时和不准确的现象发生。现场操作人员如果不能及时接受到关键工艺参数和时间节点，则对现场的生产控制就不能精确把握。如何让连铸操作人员从繁杂而重复的人工语音提示系统中解放出来，使其更加注重于对生产过程的全面监控，对确保安全稳定生产、全面掌握生产流程和减轻操作强度有重要的意义。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种连铸开浇生产自动语音系统，该技术方案可以在连铸新的离线中包停止烘烤开始，开到生产位后开始注入钢水，到整个连铸开浇过程结束转入正常连铸生产的时间段提供自动、定向传递和播报关键生产流程工艺参数和重要设备故障信息以及提供超时自动语音警示等语音播报功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种连铸开浇生产自动语音系统，其特征在于，所述自动语音系统包括通讯设备、控制设备和播音设备，所述通讯设备包括DP总线、中继器、ET200T通信模件、交换机，用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括烘烤器，中间包车高度限位参数、中包车停位位置参数、工艺中包钢水吨位、结晶器液位检测值、执行机构的开口度值等关键参数；通讯设备用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC的信号传递。现场信号通过DP通信传输到相应的PLC，控制设备用以进行自动语音控制，对流程状态和异常信号进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，平台PLC进行逻辑处理，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。

控制设备包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC对流程状态和异常信号进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放，所述播音设备包括语音模件和播音音响。

作为本发明的一种改进，所述语音模件包括中间包烘烤自动语音播报模块、大包开浇自动语音播报模块、中包开浇自动语音播报模块、连铸机起步自动语音播报模块、连铸二冷水跟踪自动语音播报模块、板坯跟踪值自动语音播报模块、铸机停机超时报警语音播报模块，所述语音播报的顺序依次为：中间包烘烤自动语音播报模块、大包开浇自动语音播报模块、中包开浇自动语音播报模块、连铸机起步自动语音播报模块、连铸二冷水跟踪自动语音播报模块、板坯跟踪值自动语音播报模块、铸机停机超时报警语音播报模块；按照该顺序检测烘烤器，中间包车高度限位参数、中包车停位位置参数、工艺中包钢水吨位、结晶器液位检测值、执行机构的开口度值等现场连锁关键参数依次进行触发播报。所有语音模块功能被激活播报后，当下一个语音播报模块控制条件触发后，上一个语音播报功能自动停止。平台PLC作为语音通讯网络数据的“数据池”与“中转站”。收集整个语音系统重要流程连锁信号。平台PLC对这些信号进行汇总、分类和记录，并进行逻辑处理。平台PLC逻辑处理结果控制相应的输出点（Q点），通过Q点输出带动相应的继电器。继电器的吸合触发语音模件其中的一个通道，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。

作为本发明的一种改进，所述语音播报触发条件和播报顺序及信号采集是通过硬接线、现场总线DP通信、工业以太网通信和光纤通讯传输，现场检测元件通过硬接线接到ET200即信号采集站开关量或模拟量模件上，信号采集站采集的信号通过现场DP总线传递到相应的PLC，包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC，各PLC进行逻辑处理，逻辑处理结果通过交换机建立的以太网网络，最终传递到平台PLC。

相对于现有技术，本发明的优点如下，该语音播报系统通过采集现场关键一级数据和限位信息，自动播报连铸开浇生产中关键生产流程信息和重要设备故障信息一级时间累积超时的警示信息。使得连铸操作操作人员从繁杂而重复的人工语音提示系统中解放出来，使其更加注重于对生产过程的全面监控，对确保生产安全、全面掌握生产流程和减轻操作强度提供了保证。

附图说明

图1为语音通讯网络平台系统结构图；

图2为连铸开浇自动语音系统硬件结构图

图3为连铸开浇语音播报系统顺序图

图4-10为连铸开浇语音播报逻辑判断图。

具体实施方式

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1：

一种连铸开浇生产自动语音系统，所述自动语音系统包括通讯设备、控制设备和播音设备，所述通讯设备包括DP总线、中继器、ET200T通信模件、交换机，用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括烘烤器，中间包车高度限位参数、中包车停位位置参数、工艺中包钢水吨位、结晶器液位检测值、执行机构的开口度值等关键参数；通讯设备用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC的信号传递。现场信号通过DP通信传输到相应的PLC，控制设备用以进行自动语音控制，对流程状态和异常信号进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，平台PLC进行逻辑处理，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。控制设备包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC对流程状态和异常信号进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。所述播音设备包括语音模件和播音音响，所述语音模件包括中间包烘烤自动语音播报模块、大包开浇自动语音播报模块、中包开浇自动语音播报模块、连铸机起步自动语音播报模块、连铸二冷水跟踪自动语音播报模块、板坯跟踪值自动语音播报模块、铸机停机超时报警语音播报模块，所述语音播报的顺序依次为：中间包烘烤自动语音播报模块、大包开浇自动语音播报模块、中包开浇自动语音播报模块、连铸机起步自动语音播报模块、连铸二冷水跟踪自动语音播报模块、板坯跟踪值自动语音播报模块、铸机停机超时报警语音播报模块；按照该顺序检测烘烤器，中间包车高度限位参数、中包车停位位置参数、工艺中包钢水吨位、结晶器液位检测值、执行机构的开口度值等现场连锁关键参数依次进行触发播报。所有语音模块功能被激活播报后，当下一个语音播报模块控制条件触发后，上一个语音播报功能自动停止。平台PLC作为语音通讯网络数据的“数据池”与“中转站”。收集整个语音系统重要流程连锁信号。平台PLC对这些信号进行汇总、分类和记录，并进行逻辑处理。平台PLC逻辑处理结果控制相应的输出点（Q点），通过Q点输出带动相应的继电器。继电器的吸合触发语音模件其中的一个通道，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。所述语音播报触发条件和播报顺序及信号采集是通过硬接线、现场总线DP通信、工业以太网通信和光纤通讯传输，现场检测元件通过硬接线接到ET200即信号采集站开关量或模拟量模件上，信号采集站采集的信号通过现场DP总线传递到相应的PLC，包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC，各PLC进行逻辑处理，逻辑处理结果通过交换机建立的以太网网络，最终传递到平台PLC。

该技术方案具体操作步骤如下：

1、建立语音通讯网络平台，参见图1，为了在不同系统间传递包含了语音信息的数字量信号，同时由于与语音系统在连铸开浇时采集一些关键信息和工艺参数，需要建立以太网通信，即普通以太网通信和光纤通信和现场总线DP通信混合的语音通讯网络平台。通过该平台的以太网通讯现场总线DP通信等方式，实现连铸开浇自动语音系统间的数字量信息通讯，通讯的内容包含生产流程连锁信息和关键的工艺参数。其中平台PLC作为语音通讯网络数据的“数据池”与“中转站”。图1中所述的语音通讯网络平台收集包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC等整个语音系统重要流程连锁信号和关键点的工艺参数。平台PLC对这些信号进行汇总、分类和记录，并进行逻辑处理。对应逻辑输出的（Q点）控制相应的继电器，通过继电器的吸合触发语音摸件通道，播报相应流程信息或关键的工艺参数，通过播音设备在生产现场实现自动语音播报。

2、开发语音播报系统；连铸开浇自动语音播报系统包括通讯设备、控制设备和播报设备。通讯设备用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC之间的信号传递，如图1标识各个PLC。如图2所示，在建立好语音通讯网络的基础上，利用平台PLC作为自动语音系统的“数据池”收集和转发各子系统的数字量信息。即各子系统将与其他系统有连锁关系的信号全部送到平台PLC自动语音系统中，这些数字量信号在平台PLC中进行汇总和分类，然后转发到相应的奇数流和偶数流的自动语音模件中，接收到这些数字量的信号后，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。

实施例1：

本实施例以连铸开浇生产过程中某一个流为例，介绍如何采用以太网通信和光纤通信和现场总线DP通信混合建立语音通讯网络平台。连铸开浇自动语音系统硬件结构，如图2所示，通讯设备用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括包括中包烘烤PLC(Plc/PREH)、液位控制PLC（Levcon)、流线冷却PLC(Cool/drivercon)、、流线PLC、平台PLC之间的信号传递。控制设备用以进行自动语音控制，对流程状态和异常信号如何进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，平台PLC进行逻辑处理，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放。

1.建立语音通讯网络平台

为了在不同系统间传递包含了语音信息的数字量信号，同时由于与语音系统在连铸开浇时采集一些关键信息和工艺参数，需要建立以太网通信，即普通以太网通信和光纤通信和现场总线DP通信混合的语音通讯网络平台。通过该平台的以太网通讯现场总线DP通信等方式，实现连铸开浇自动语音系统间的数字量信息通讯，通讯的内容包含生产流程连锁信息和关键的工艺参数。现场的检测元件（包括用于开浇控制的电动缸、中包烘烤、液位控制以及驱动传动等）通过硬接线接到ET200（信号采集站）开关量或模拟量模件上，ET200（信号采集站）采集的信号通过现场DP总线传递到相应的PLC，包括中包烘烤PLC(Plc/PREH)、液位控制PLC（Levcon)、流线冷却PLC(Cool/drivercon)、、流线PLC、平台PLC。各PLC进行逻辑处理，逻辑处理结果通过交换机建立的以太网网络，最终传递到平台PLC。平台PLC新建FC和DB块作为语音通讯网络数据的“数据池”与“中转站”，收集整个语音系统重要流程连锁信号。平台PLC对这些信号进行汇总、分类和记录，并进行逻辑处理。平台PLC逻辑处理结果控制相应的输出（Q点），通过输出（Q点）带动相应的继电器，继电器的吸合触发语音模件其中的一个通道，通道触发后通过点播事先依据生产工艺录制的语音文件，最终通过播音设备播报出来，实现连铸开浇工序的自动语音播报功能。语音通讯网络平台结构如图1所示。

3、编译各个语言播报逻辑触发顺序。

连铸开浇过程的每一个语音播报，都必须严格按照（1）中间包烘烤自动语音播报、（2）大包开浇自动语音播报、（3）中包开浇自动语音播报、（4）连铸机起步自动语音播报、（5）连铸二冷水跟踪自动语音播报、（6）板坯跟踪值自动语音播报、（7）铸机停机超时报警语音的顺序依次进行播报。（见图3）在建立好语音通讯网络的基础上，利用平台PLC作为自动语音系统的“数据池”收集和转发各子系统的数字量信息，即各子系统将与其他系统有连锁关系的信号全部送到平台PLC自动语音系统中，这些数字量信号在平台PLC中进行汇总和分类，然后有方向性的转发到相应的子系统中即自动语音模件，子系统接收到这些数字量的信号后，调用录制在该子系统中的语音文件，通过播报设备进行语音播放。各种语音播报和现场的工艺必须一致，都是一环扣一环，上一步触发为下一步触发垫定好基础，逻辑处理非常严谨。在平台PLC内专门为自动语音系统新增了FC和DB块，FC块主要用于程序编辑和逻辑处理；DB块主要用于采集现场设备状态的信号、发送和接受一级画面信号、和记录每一步自动语音状态信号的储存。以“中间包烘烤语音播报”和“大包开浇语音播报”为例，整个分为3个部分，公共部分、奇数流部分、偶数流部分；分别在DB内增加DBW0、DBW2、DBW4数据类型为整型，DBW0对应公共部分、DBW2对应奇数流部分、DBW4对应偶数流部分。假设逻辑结果输出为中包停烘，则把1赋值给DBW0，当DBW0等于1时反馈给一级画面，中控操作人员则可以直观的监控语音系统的状态和播报是那一个步。再把DBW0等于1作为第二步大包开浇逻辑运算的前提条件，真正做到一环扣一环。假设逻辑结果输出大包开浇，则把2赋值给DBW0，后面的步骤以此类推，当所有步骤全部结束或语音运行到规定的时间后，把0分别赋值个DBW0、DBW2、DBW4，这个报时过程运行结束，回到初始状态，等待下次连铸开浇条件触发。具体逻辑判断如下：

图4所示，现场采集中包烘烤在预热位、中包烘烤停止信号信号汇总到平台PLC后，平台PLC激活中包停烘报时语音模块，如计时超过6min则播报“中包停烘超时”语音播报；在图4运行结束后，如图5所示，在现场采集到大包在浇注位、当流在浇注模式，且通过中间包吨位和大包吨位对比，平台PLC激活“大包开浇”语音模块；在大包开浇语音播报结束后，系统自动进入某流中包开浇自动语音播报，如图6，7所示，通过采集现场的开浇模式激活和铸机起步速度大于0.1m/min依次播报“中包开浇”“铸机起步”语音；如图8所示，通过采集现场的二冷水打开信号，播报“二冷水跟踪”语音；如图9所示，通过采集该流在浇注位和板坯长度大于0.8m的信号播报“板坯跟踪值”的语音；如图10所示，如采集到铸机拉速等于“0”的时间累计超过5min，则播报“停机超时”的语音。

需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (3)

1.一种连铸开浇生产自动语音系统，其特征在于，所述自动语音系统包括通讯设备、控制设备和播音设备，所述通讯设备所述通讯设备包括DP总线、中继器、ET200T通信模件、交换机，用于接收外部连锁流程信号和关键点的工艺参数，包括烘烤器，中间包车高度限位参数、中包车停位位置参数、工艺中包钢水吨位、结晶器液位检测值、执行机构的开口度值等关键参数；控制设备包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC对流程状态和异常信号进行逻辑处理，生成开关量的数字信号，调用事先录制在其中的生产流程连锁语音文件和设备故障语音文件，通过播音设备进行语音播放，所述播音设备包括语音模件和播音音响。

2.根据权利要求1所述的连铸开浇生产自动语音系统，其特征在于，所述语音模件包括中间包烘烤自动语音播报模块、大包开浇自动语音播报模块、中包开浇自动语音播报模块、连铸机起步自动语音播报模块、连铸二冷水跟踪自动语音播报模块、板坯跟踪值自动语音播报模块、铸机停机超时报警语音播报模块，所述语音播报的顺序依次为：中间包烘烤自动语音播报模块、大包开浇自动语音播报模块、中包开浇自动语音播报模块、连铸机起步自动语音播报模块、连铸二冷水跟踪自动语音播报模块、板坯跟踪值自动语音播报模块、铸机停机超时报警语音播报模块。

3.根据权利要求2所述的连铸开浇生产自动语音系统，其特征在于，所述语音播报触发条件和播报顺序及信号采集是通过硬接线、现场总线DP通信、工业以太网通信和光纤通讯传输，现场检测元件通过硬接线接到ET200即信号采集站开关量或模拟量模件上，信号采集站采集的信号通过现场DP总线传递到相应的PLC，包括中包烘烤PLC、液位控制PLC、流线冷却PLC、流线PLC、平台PLC，各PLC进行逻辑处理，逻辑处理结果通过交换机建立的以太网网络，最终传递到平台PLC。