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中厚板轧机二级模型ROLL模块的功能设计

2016/11/22    来源:e-works    特约撰稿人:岳临萍      
关键字:中厚板轧机  ROLL模块  轧辊模型  
轧辊数据管理器ROLL模块,主要任务是管理轧机的轧辊相关联的所有数据。它跟踪换辊过程、轧机标定和测量机架拉伸曲线等,包括程序算法和软件架构两部分。
    轧辊数据管理器ROLL模块,主要任务是管理轧机的轧辊相关联的所有数据。它跟踪换辊过程、轧机标定和测量机架拉伸曲线等,包括程序算法和软件架构两部分。
 
    ROLL模型是L2系统中一个独立存在的处理过程,它由一级控制系统的报文驱动,如L1_L2_RollData and L1_L2_CalibrationData等。
 
中厚板轧机二级模型ROLL模块的功能设计
 
    轧辊数据在数据库的数据表中存储并将最近的轧辊标定数据和拉伸曲线数据的更新,最终存入到共享的shared memory数据表中。由L1发送当前的轧辊数据,发送L2_L1_Request报文请求,并在requestRollData数据表中进行标记。shared memory数据表是整个L2控制系统数据存储调用的中心。
 
    1、新轧辊数据的生成
       
    当L1或者L2启动,或者由操作工在HMI上输入换辊数据,L1发送报文L1_L2_RollData给L2系统,该报文由IL1程序接收,并且传送到ROLL模块中。      收到该报文后,ROLL模块执行一些真实性检查,包括检查只能在信息中出现一次的ID号,如果ID号有效,则继续下一步的事件。如果发现操作工输入错误,ROLL模型将检测所有的轧辊数据来确认是否有一些其它的变化。主要有以下两种方式的改变:
   
    一是正常的换辊操作。当前指示在L2的shared memory数据表中有一个不同的ID号。ROLL模型检测到轧辊直径和凸度数据有效后会执行换辊操作。在新的数据应用之前,ROLL模型首先会用当前在shared memory中的数据去替换ROLLDATA数据表中的数据,数据库中记录该轧辊己使用产生的产量吨数及工作时转过的距离达多少千米等,然后将轧辊的最新数据保存在shared memory中。并在ROLLDATA数据表中记录该轧辊的使用次数。如果是一支第一次使用的新轧辊,在数据库中原来没有记录过,数据库会根据相应的轧辊模式创建一个默认的数据表,从DEFROLLDATA表中读取。
    
    第二个变化的发生是操作工修改轧辊的直径或者凸度,这时只在shared memory数据表中更新相关的数据即可。压下丝杠零点标定时的修正也是如此重置。
 
    2、轧辊标定
 
    轧辊标定是一个十分重要的过程,是轧辊使用前必须的操作。轧辊在一个给定速度下旋转,辊缝慢慢地关闭。在特定的轧辊压力下,两根轧辊慢慢靠拢接触,这时操作侧和传动侧的轧辊压力是相等的,此时的辊缝位置标定为零。然后HGC卸荷打开辊缝。接着再慢慢关闭辊缝,一直到标定轧辊力达到要求(大约30000kN)时停止,这时的辊缝实际是个小的负值了,将此时压下丝杠的位置设置到给定的数值,L1发报文通知L2系统,ROLL模型处理该报文信息。这个过程是L1系统中的自动标定过程,完全是全自动按程序来执行,
    
    前面提到,标定过程是一个十分重要的操作,必须保证辊缝调整的准确性和安全性。当标定程序完成后,L1发送报文L1_L2_CalibrationData,将标定数据以一条数据记录的格式发送给L2系统,如果标定程序成功的执行完毕,则标定数据会被写入到shared memory中,并且同时重置压下丝杠的零点修正位置。标定的数据同时也会写入到标定数据库表中,以关键字日期和时间为索引项进行记录。容易找到近期的标定数据,以一种固定的关键值格式进行查找。
 
    3、拉伸曲线的测量
        
    记录轧机的拉伸曲线也是十分重要的一项内容。这是L1序列控制中的一部分。当标定序列执行完后将信息发送到L2中。这个曲线表就是在道次计算模型中所有道次计算的基础。 可以运用标定程序来记录轧机拉伸曲线。一般先执行正常的标定程序,然后辊缝打开。当无负荷时辊缝慢慢闭合。预先确定轧辊压力,HGC控制器至少保证一个支撑辊的轧辊压力接近一个常数并稳定,并注意相应的丝杠的数值,一般HGC缸的行程是50mm。这个过程要循环的进行,直到轧辊力达到50000 kN。此时辊缝会慢慢再次打开,丝杠在同样的轧辊力下记录闭合曲线,同时测量轧机的磁滞现象。
        
    当标定过程在L1中执行完毕,会发送L1_L2_CalibrationData报文将标定数据以几个数据表的形式发送到L2系统中。每个轧辊力对应一个记录。拉伸曲线数据会写到数据库表strectchheaddata中。对照正常的标定过程,拉伸数据不会自动的在L2中应用,从L1来的拉伸曲线数据不能直接用于L2,必须再次确认,这样就不会写到shared memory表中。既于这个原因,系统很难准确的测量和处理拉伸曲线数据。只能慎重的离线分析这些数据。这些数据可以用标准的SQL命令拷贝到默认的记录表中。
 
    4、系统架构
    
    ROLL模型的软件架构是模型设计的重点之一。ROLL模型是使用C++程序语言编写的面向对象的程序,应用熟悉的程序设计方法,主要介绍一下类的设计,可实例化的对象,它包括面向对象程序的描述、功能的实现、不同程序对象之间的执行和调用等。
 
    4.1 ROLL类描述
      
    ROLL模型中在L2系统中的模型时是比较简单的程序了,因此它的类设计相对简单只有一个类 roll。它是CORBA 应用程序的派生类,类分为私有类、保护类和公共类。通常在公共区间会按字母表列出构造函数和析构函数,数据项也会分成几个二级数据组来便于理解。下面介绍ROLL类对象的设计。
 
中厚板轧机二级模型ROLL模块的功能设计
 
    4.2 调用树形结构
 
    调用树内的类是ROLL本身的类定义。只列出了PUBLIC方法的调用树。在ROLL模型中自调用的树形结构类,调用树的末端分支,树形结构调用的条件有以下几个:⑴没有足够的空间;⑵递归调用自身;⑶没有更多的调用;⑷另一个类的调用或者同类中一个公共类的调用。
        
    按字母表列出构造函数和析构函数,以便在不同的方法中区别不同的函数。同类的方法首先列出来,其后再列出其它的类方法和最终的其他功能。
        
    在同类中调用的方法名称没有前缀。从其它类中的方法带有前缀如:ClassName::.,类反射程序之间的相互调用,通过CORBA语言带有前缀[Process]::.其它的功能有前缀为::。在原代码中要十分注意这种最后的前缀有没有出现。类反射可以在不知道具体的类的情况下,根据配置的字符串去调用一个类的方法,在灵活编程的时候非常有用。
 
    4.2.1Roll程序示例 
 
中厚板轧机二级模型ROLL模块的功能设计
 
    5、Shared memory数据表
 
    ROLL模型的数据接口设计,是与L2系统中其它的相关模型计算互相通讯的信息传送。是对roll类构件或其子系统的外部可见操作的说明,负责将轧辊相关数据进行存储,并将存储结果恢复到L2系统中。Shared memory数据表提供一个十分快速的在各个处理程序之间分享数据的方法。在L2系统中为了分享数据和储存当前可视的轧机数据,都使用shared memory的扩展功能。在程序转换过程中可以自由的读写数据是十分重要的因素,这些数据的存在就犹如调用程序本身的实际数据一样。在L2系统中,所有的缓存区只能由一个进程进行写入,由另一个进程读取,实际上大多数的缓存区一般是只读的状态。
         
    所有的Shared memory记录都会备份到文件中,这就要求内容是永久性的,在系统重启后仍然可以使用当前的数据。这些备份文件存储在一个固定的文件夹中,以二进制字符的形式进行存储,并由操作系统自动保持更新。为了保证文件的可持续性更新,Shared memory缓存记录改变时,它的文件开头的结构文件会另存在一个文件夹里。当访问缓存文件时,先去查找它的头文件结构记录,再根据头文件去确定相关的记录。它的头文件是根据缓存文件内容派生出来的,便于查找。如:L2-Shared-Const 常数数据会存储在文件 Const.h中。
 
    ROLL模型使用以下shared memory 数据缓冲区:
 
    ⑴L2-Shared-CalibrationData标定数据;⑵L2-Shared-CorrData 修正数据;⑶L2-Shared-OpInput操作工输入数据;⑷L2-Shared-PlantData生产数据;⑸L2-Shared-RollData轧辊数据;⑹L2-Shared-RollState轧辊热性和损耗状态;⑺L2-Shared-StatusL1从L1传送的轧机状态等。
 
    6、结束语
 
    ROLL轧辊模型在L2系统的控制中起到十分重要的作用,轧机的标定和拉伸曲线测量是整个轧辊管理的基础,是轧制质量的前提保证。轧辊数据的测量和保存是L2系统自学习功能的有力支撑。了解主要功能及组成,可以更好的维护、优化二级系统,保证模型的有效运行。
 
责任编辑:李欢
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