CN112114556B - 副枪运行监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种副枪运行监控方法及系统，监控方法包括：分别设置每个循环周期对应的执行步号状态字和报警状态字；在每个所述循环周期启动时，将当前循环周期对应的状态字复位；根据副枪每执行一步动作，将当前步号的执行步号状态字置为已执行状态值；根据所述副枪发生报警，将所述当前步号的报警状态字置为异常状态值；在所述副枪运行结束时，根据所述执行步号状态字的状态值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录。监控系统包括副枪、PLC装置和监控终端，PLC装置通过设置状态字，将每一个循环周期的副枪动作情况在监控终端进行显示，便于查找故障点。本申请解决了副枪故障难以定位的问题。
Description
技术领域
本申请涉及炼钢自动化技术领域，尤其涉及一种副枪运行监控方法及系统。
背景技术
副枪是转炉炼钢过程中使用的一种重要检测设备，利用副枪可对转炉内的钢水进行自动采样和温度、氧含量和碳含量等参数的测量，从而判断钢水是否命中目标值。
副枪的主要工作过程包括三个循环周期：连接循环周期、测量循环周期、复位循环周期。每个循环周期由一系列自动动作顺序完成。在连接循环周期，自动把选定种类(TSC或者TSO)的测量探头从探头仓取出，并连接到副枪的探头连接件上，为开始一次测量做好准备；在测量循环周期，副枪旋转到测量位，下降到转炉内进行取样测量取样；在复位循环周期，测量完成后的副枪从炉内提升，并旋转到连接位，拔除使用完带钢样的探头，把各设备归于初始状态，为下一次开始连接循环周期做好准备。
相关技术中，副枪的各循环周期自动运行，一般无需人工干预，当副枪在运行过程中发生异常，导致无法在限定时间完成预定的动作时，副枪的控制系统将会报警并自动启动复位循环周期进行复位，然而，由于副枪工作中涉及到的部件、设备和动作较多，并且报警时间较短不易观察故障点，发生异常时，往往需要工作人员反复试验、观察来判断故障点，费时费力。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种副枪运行监控方法及系统。
第一方面，本申请提供了一种副枪运行监控方法，该方法包括：
一种副枪运行监控方法，其特征在于，包括：
分别设置每个循环周期对应的执行步号状态字和报警状态字；
在每个所述循环周期启动时，将当前循环周期对应的状态字复位；
根据副枪每执行一步动作，将当前步号的执行步号状态字置为已执行状态值；
根据所述副枪发生报警，将所述当前步号的报警状态字置为异常状态值；
在所述副枪运行结束时，根据所述执行步号状态字的状态值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录。
可选地，所述分别设置每个循环周期对应的执行步号状态字和报警状态字，包括：
分别为连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期设置一个执行步号状态字和报警状态字，其中，每个所述执行步号状态字的取值包括未执行状态值和所述已执行状态值，所述报警状态字包括正常状态值和异常状态值。
可选地，所述方法还包括：
将所述副枪已执行动作的步号、未执行动作的步号和报警动作的步号设置为不同的颜色。
可选地，所述执行步号状态字和报警状态字的数据类型均包括UDINT类型。
可选地，所述根据所述执行步号状态字的状态值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录，包括：
根据所述执行步号状态字在每个副枪动作的状态值生成所述执行步号状态字的运行记录；
根据所述报警状态字在每个副枪动作的状态值生成所述报警状态字的运行记录；
所述副枪运行记录包括所述执行步号状态字的运行记录和所述报警状态字的运行记录。
第二方面，本申请提供了一种副枪运行监控系统，该系统包括：
副枪；
PLC装置，与所述副枪通信连接，所述PLC被配置为：
分别设置每个循环周期对应的执行步号状态字和报警状态字；
在每个所述循环周期启动时，将当前循环周期对应的状态字复位；
根据副枪每执行一步动作，将当前步号的执行步号状态字置为已执行状态值；
根据所述副枪发生报警，将所述当前步号的报警状态字置为异常状态值；
在所述副枪运行结束时，根据所述执行步号状态字的值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录；
监控终端，与所述PLC装置通信连接，所述监控终端用于显示所述副枪运行记录。
可选地，所述监控终端还用于在所述副枪运行时显示所述副枪每一步执行动作的步号，其中，所述副枪已执行动作的步号、未执行动作的步号和报警动作的步号动态显示为不同的颜色。
可选地，所述副枪运行记录包括所述执行步号状态字的运行记录和所述报警状态字的运行记录。
可选地，所述监控终端设置有状态字查询入口，所述状态字查询入口用于获取所述执行步号状态字的运行记录或所述报警状态字的运行记录。
本申请提供的副枪运行监控方法及系统的有益效果包括：
本申请实施例通过在副枪的PLC控制装置中预先定义每一个循环周期的状态字，在循环周期启动时，将状态字复位，然后在循环周期内，副枪每执行一步动作，状态字进行一次赋值，这样当副枪的某一步动作执行异常时，状态字的值可置为异常状态值，最后，根据状态字的状态值生成副枪运行记录，在副枪运行记录中，可根据异常状态值查找到异常的副枪动作，解决了副枪故障时间短，不易发现的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种副枪运行监控系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种副枪运行示意图；
图3为本申请实施例提供的一种副枪运行监控方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种副枪运行监控的PLC程序示意图；
图5为本申请实施例提供的一种监控终端的监控界面示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种监控终端的监控界面示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
为解决炼钢厂转炉副枪运行过程中出现故障不易定位的问题，本申请实施例提供了一种副枪运行监控系统及方法，可对炼钢厂转炉副枪运行进行监控，通过图形化显示副枪运行过程，可快速定位副枪故障点。
参见图1，为本申请实施例提供的一种副枪运行系统的结构示意图，如图1所示，该副枪运行系统包括副枪10、PLC装置20和监控终端30。
在一些实施例中，副枪10与PLC装置20通信连接，如通过控制信号电缆进行有线连接，根据PLC装置20的控制信号进行工作，PLC装置20也可通过通讯线缆与监控终端30通信连接，将副枪10的运行信息传递至监控终端30，供副枪操作人员查看。监控终端30装有工控SCADA软件，实现与PLC装置20的数据交互，从而实现对副枪10运行过程数据的采集和下发控制指令。
副枪10的主要工作过程包括三个循环周期：连接循环周期、测量循环周期、复位循环周期。参见图2，为本申请实施例提供的一种副枪运行示意图，如图2所示，在连接循环周期，副枪10测量探头2需要从探头仓3内取出，连接到副枪10的探头连接件4上；在测量循环周期，副枪10旋转到测量位，经过刮渣器5伸入到副枪口6中，然后经过烟道7降落至转炉8内，对转炉8内的钢水进行取样测量；在复位循环周期，测量完成后的副枪10从转炉8内提升，复位到连接循环周期的初始状态。
PLC装置20对副枪10的运行监控可参见图3，为本申请实施例提供的一种副枪运行监控方法的流程示意图。如图3所示，该副枪运行监控方法可包括如下步骤：
步骤S110：分别设置每个循环周期对应的执行步号状态字和报警状态字。
在一些实施例中，在PLC装置中，分别为连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期设置一个执行步号状态字和报警状态字，其中，每个所述执行步号状态字的取值包括未执行状态值和所述已执行状态值，未执行状态值可为0，已执行状态值可为1，所述报警状态字包括正常状态值和异常状态值，正常状态值可为0，异常状态值可为1。
例如，在PLC装置的PLC程序中定义连接循环周期的执行步号状态字为Connect_Cycle_Steps1，报警状态字为Connect_Cycle_Steps2，类型均为UDINT；定义测量循环周期的执行步号状态字为Measure_Cycle_Steps1，报警状态字为Measure_Cycle_Steps2，类型均为UDINT；连接循环周期的执行步号状态字为Reset_Cycle_Steps1，报警状态字为Reset_Cycle_Steps2，类型均为UDINT。
在一些实施例中，根据一个循环周期包括多个执行动作，即多个步骤，每个执行动作设置一个步号，则可进一步设置执行步号状态字包含多个数据，以分别与每个步号相对应，例如，Connect_Cycle_Steps1包括CC_Steps1.bit0、CC__Steps1.bit1、CC__Steps1.bit2、……，Connect_Cycle_Steps2包括CC__Steps2_02、CC__Steps2_03、……。
在上位机的HMI(Human Machine Interface，人机交互界面)中，定义与下位的PLC程序中对应的6个状态字，为方便与PLC程序中的状态字对应，将HMI中的状态字的变量名称设置为与PLC程序中的状态字的变量名称相同，即分别为Connect_Cycle_Steps1、Connect_Cycle_Steps2、Measure_Cycle_Steps1、Measure_Cycle_Steps2、Reset_Cycle_Steps1和Reset_Cycle_Steps2。上位机可记录这6个状态字的历史趋势，便于查询历史故障。
步骤S120：在每个所述循环周期启动时，将当前循环周期对应的状态字复位。
在一些实施例中，在连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期启动时，可将当前循环周期对应的状态字清零复位。
步骤S130：根据副枪每执行一步动作，将当前步号的执行步号状态字置为已执行状态值。
在一些实施例中，根据副枪每执行一步动作，PLC程序中当前步号的执行步号状态字将置为1。
在一些实施例中，按照PLC程序中各循环周期的执行逻辑在HMI开发各循环周期流程图，对应步号的文本框显示程序中的顺控步号，根据状态字变量的相应状态位组态文本框动态特性，将副枪已执行动作的步号和未执行动作的步号对应的文本框动态显示为不同的颜色。例如，未执行过的步骤的文本框背景白色，执行过的步骤的文本框背景变绿色；文本框边上以浅色文本描述该步要执行的动作或下一步的执行条件，执行到该步时描述文本变深色。当然，未执行过的步骤对应的文本框和执行过的步骤对应的文本框也可用其他颜色来区分，并不限于上述实施例中的颜色，进一步的，除了可用颜色进行区分，还可用其他方式进行区分，如通过将已执行过的步骤对应的文本框变大来区分未执行过的步骤对应的文本框。
步骤S140：根据所述副枪发生报警，将所述当前步号的报警状态字置为异常状态值。
在一些实施例中，副枪与PLC装置通过控制信号电缆连接，当副枪执行其中一个动作发生故障时，PLC装置将得知该步骤异常，在PLC程序中当前步号的报警状态字置为1。
在一些实施例中，在HMI中，将副枪报警动作的步号对应的文本框显示为区别于已执行动作的步号和未执行动作的步号的颜色，以提示副枪操作人员副枪的某一步动作执行异常。例如，当某一步骤报警时，该步文本框背景显示黄色闪烁。
步骤S150：在所述副枪运行结束时，根据所述执行步号状态字的状态值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录。
在一些实施例中，根据所述执行步号状态字在每个副枪动作的状态值生成所述执行步号状态字的运行记录，根据所述报警状态字在每个副枪动作的状态值生成所述报警状态字的运行记录。当副枪执行完三个循环周期后，可生成副枪运行记录，副枪运行记录包括所述执行步号状态字的运行记录和所述报警状态字的运行记录。进一步的，可在HMI中设置有查询入口，在查询入口输入执行步号状态字或报警状态字，可查询相应状态字的历史运行信息。
为对副枪的PLC程序做进一步说明，本申请实施例还提供了部分程序实例，参见图4，为根据一些实施例的副枪运行监控的PLC程序示意图。
图4中，第1行程序中的MC_Init_Seq的正跳沿P表示测量循环周期开始，用此信号把状态字Measure_Cycle_Steps1清零复位，为接下来的记录过程做好准备。
第2行程序开始根据相应步号运行状态把相应状态位置1，表示本步执行。
第n行程序开始根据相应步号报警状态把相应的状态位置1，表示本步故障报警，故障即锁定在本步骤，根据画面步骤执行信息，检查相应设备和信号即可。
连接循环周期和复位循环周期的PLC程序的原理与图4相同，在此不再赘述。需要说明的是，在PLC装置中的PLC程序不限制为本申请实施例中的编程语言，也可用其他编程语言实现
为对副枪的监控过程做进一步说明，本申请还提供了一种监控终端的监控界面示意图。参见图5，为根据一些实施例的监控终端的监控界面示意图，如图5所示，监控界面的执行状态的逻辑与PLC程序中一致，在连接循环周期内，各步号对应的文本框根据运行情况改变背景颜色，例如，未执行的步号为灰色背景，执行过的步号为绿色背景，报警的步号为黄色闪烁背景。进一步的，各步号对应的文本框也可用其他颜色表示，或者用其他形式表示，本申请实施例仅为示例性说明。在监控界面，还可设置有关闭返回控件，当副枪操作人员点击该控件后，可退出当前界面。
参见图6，为根据另一些实施例的监控终端的监控界面示意图，如图6所示，用户可在右下角的输入框可输入状态字的编号，查询该状态字的历史记录，该编号可为时间编号，例如，用户输入连接循环周期的执行步号状态字Connect_Cycle_Steps1的编号6291455，可显示Connect_Cycle_Steps1在该时间对应的执行状态，从而可进行历史故障回溯查询。
由上述实施例可见，本申请实施例通过在副枪的PLC控制装置中预先定义每一个循环周期的状态字，在循环周期启动时，将状态字复位，然后在循环周期内，副枪每执行一步动作，状态字进行一次赋值，这样当副枪的某一步动作执行异常时，状态字的值可置为异常状态值，最后，根据状态字的状态值生成副枪运行记录，在副枪运行记录中，可根据异常状态值查找到异常的副枪动作，解决了副枪故障时间短，不易发现的问题。进一步的，本申请实施例具有通用性，可应用于顺序周期控制运行的其他设备的故障诊断，具有通用性。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (7)
1.一种副枪运行监控方法，其特征在于，包括：
分别为副枪工作的连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期设置一个执行步号状态字和报警状态字，其中，在所述连接循环周期，副枪的测量探头从探头仓内取出，连接到所述副枪的探头连接件上，在所述测量循环周期，所述副枪旋转到测量位，经过刮渣器伸入到副枪口中，经过烟道降落至转炉内，对所述转炉内的钢水进行取样测量，在所述复位循环周期，测量完成后的所述副枪从所述转炉内提升，复位到所述连接循环周期的初始状态，每个所述执行步号状态字的取值包括未执行状态值和已执行状态值，所述报警状态字包括正常状态值和异常状态值；
在所述连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期启动时，将当前循环周期对应的状态字清零复位；
根据副枪每执行一步动作，将当前步号的执行步号状态字置为已执行状态值；
根据所述副枪发生报警，将所述当前步号的报警状态字置为异常状态值；
在所述副枪执行完所述连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期时，根据所述执行步号状态字的状态值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录，其中，根据所述执行步号状态字在每个副枪动作的状态值生成所述执行步号状态字的运行记录，根据所述报警状态字在每个副枪动作的状态值生成所述报警状态字的运行记录，所述副枪运行记录包括所述执行步号状态字的运行记录和所述报警状态字的运行记录。
2.根据权利要求1所述的副枪运行监控方法，其特征在于，还包括：
将所述副枪已执行动作的步号、未执行动作的步号和报警动作的步号设置为不同的颜色。
3.根据权利要求1所述的副枪运行监控方法，其特征在于，所述执行步号状态字和报警状态字的数据类型均包括UDINT类型。
4.一种副枪运行监控系统，其特征在于，包括：
副枪；
PLC装置，与所述副枪通信连接，所述PLC被配置为：
分别为所述副枪工作的连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期设置一个执行步号状态字和报警状态字，其中，在所述连接循环周期，副枪的测量探头从探头仓内取出，连接到所述副枪的探头连接件上，在所述测量循环周期，所述副枪旋转到测量位，经过刮渣器伸入到副枪口中，经过烟道降落至转炉内，对所述转炉内的钢水进行取样测量，在所述复位循环周期，测量完成后的所述副枪从所述转炉内提升，复位到所述连接循环周期的初始状态，每个所述执行步号状态字的取值包括未执行状态值和已执行状态值，所述报警状态字包括正常状态值和异常状态值；
在所述连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期启动时，将当前循环周期对应的状态字清零复位；
根据副枪每执行一步动作，将当前步号的执行步号状态字置为已执行状态值；
根据所述副枪发生报警，将所述当前步号的报警状态字置为异常状态值；
在所述副枪执行完所述连接循环周期、测量循环周期和复位循环周期时，根据所述执行步号状态字的值和报警状态字的状态值生成副枪运行记录，其中，根据所述执行步号状态字在每个副枪动作的状态值生成所述执行步号状态字的运行记录，根据所述报警状态字在每个副枪动作的状态值生成所述报警状态字的运行记录，所述副枪运行记录包括所述执行步号状态字的运行记录和所述报警状态字的运行记录；
监控终端，与所述PLC装置通信连接，所述监控终端用于显示所述副枪运行记录。
5.根据权利要求4所述的副枪运行监控系统，其特征在于，所述监控终端还用于在所述副枪运行时显示所述副枪每一步执行动作的步号，其中，所述副枪已执行动作的步号、未执行动作的步号和报警动作的步号动态显示为不同的颜色。
6.根据权利要求4所述的副枪运行监控系统，其特征在于，所述副枪运行记录包括所述执行步号状态字的运行记录和所述报警状态字的运行记录。
7.根据权利要求6所述的副枪运行监控系统，其特征在于，所述监控终端设置有状态字查询入口，所述状态字查询入口用于获取所述执行步号状态字的运行记录或所述报警状态字的运行记录。
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