关键词：推钢机;最终挡板;钢坯跟踪;活动梁;数据寄存器
ABSTRACTION：This article will briefly introduce billet entering the furnace, step-by-steps and localization procedure realization and the technological process of the Laigang zhongxiaoxing scale workshop .The procedure is compilated in ABB AMPL programming language,It realized entering the furnace, step-by-steps, localization and the track when billet in the normal rolling, under the semifinished product and clearing furnace.
KEYWORDS：Pusher; Final back plate;Tracking of billet; moving beam; Data register
1工艺设备及功能
莱钢中小型车间加热炉为步进式，生产能力为120 t/h，使用燃料为高炉、焦炉混合煤气，炉体分为固定梁、活动梁、推钢机、最终挡板、前后炉门、进出炉辊道等设备。
在入炉时，通过入炉辊道的速度和最终挡板来控制钢坯的位置，保证钢坯停在合适的地方，避免刮炉墙等情况。然后再由推钢机把钢坯推上固定梁。
由于在出炉侧没有数字量的检测元件检测钢坯的位置是否合适，在活动梁步进的同时必须实现精确钢坯跟踪，才能使钢坯能安全的送出加热炉。在活动梁实现钢坯的步进的时候，为实现全程跟踪，加热炉共设有100个跟踪位，记做P1、P2、P3…P100，P1、P2…P93位于炉内活动梁上，P94仅仅是个逻辑存储位，在活动梁上不存在其机械位置，P98位于炉外入炉辊道上，P95位于炉外出炉辊道上，P99是虚拟存储位，P100是全零的置零位。钢坯跟踪信息有钢坯炉号、钢坯重量、钢坯长度、钢坯在活动梁上的位置等。部分机械设备和钢坯在炉内外的跟踪位如图1所示。钢坯在入炉辊道上测长和称重后，经最终挡板和推钢机到达炉内P1位置后，通过安装在活动梁上的平移液压缸和提升液压缸的位置变送器来控制缸体的运动速度和行程，实现钢坯在炉内的步进。
图1钢坯跟踪位示意图
2 系统配置
这套加热炉自动控制系统为96年从瑞典ABB公司引进，代表当时的世界先进水平，整个系统主要由操作站、PLC控制器、现场检测控制设备三部分构成。操作站和控制器通过Master Bus 300连接通信，并通过这个网络与轧线的控制系统相连构成整个中小型自动控制系统的一级系统，其配置图如图2所示。
图2 系统配置图
Advant 500操作站与Master控制站之间通过MB300总线进行通讯和数据传递，磁带机对操作站的系统软件和应用软件可进行重新安装，打印机可随时对操作站上的事件和报警打印，现场的检测设备作为输入点经Master控制站程序处理后，输出信号控制现场电气设备。在紧急情况下，操作员可通过后备手操器，强行干预执行机构。
3 软件实现
加热炉的电动控制系统有三种控制状态，为手动、半自动和自动。加热炉电控系统的软件实现可分为入炉部分、钢坯步进部分和钢坯跟踪部分三部分组成。
3.1 入炉部分
这部分程序控制的现场机械设备主要有入炉辊道、推钢机和最终挡板等。在某些条件不能满足或者紧急情况下没个设备都可以进行手动操作。在自动情况下，入炉辊道先是高速前进，经一个延时后变为低速前进，在接触到最终挡板后，辊道停止转动，挡板跟着钢坯的前进方向后退，在最终挡板检测接近开关有信号后，挡板再前进一段，由于惯性钢坯还要前进，挡板再跟着钢坯运动，等到了零位时，停止，钢坯入炉完成。推钢机再动作，把钢坯推上固定梁，然后回到原始位置。最后挡板再回到它的原始位置，等待下一只钢的到来。
3.2 钢坯步进部分
为了能实现加热炉的钢坯入炉出炉、进钢倒钢和清炉等功能，加热炉的动作主要分为三种工作周期，分别是正常周期、只有进料周期和只有出料周期。为了实现几种控制周期，活动步进梁又有正循环、逆循环和踏步循环三种动作循环。
3.2.1 正循环
在手动的情况下，只要推钢机、步进梁满足条件，并且入炉和出炉侧没有钢的情况下，选择前进周期按钮，即可启动步进梁的正循环动作。在加热炉处在自动和半自动状态时，在加热炉的正常周期或出料周期中，轧线要钢并且钢坯在出炉侧准备好，start auto cycle fwd条件满足时即可启动步进梁的正循环动作;在加热炉的进料周期中，图1中的P1位置有钢并且P94位置没有钢，start auto cycle fwd条件满足时即可启动步进梁的正循环动作。正循环的软件流程图如图3所示。
在流程图中，startfwdcycle为可以启动步进梁正循环的条件，四个判断条件分别为步进梁上部位置、步进梁最后位置、步进梁底部位置、步进梁最前位置和步进梁原始位置。
3.2.2 逆循环
在这套程序中，只有手动控制的情况下，才能启动步进梁动作的逆循环。启动逆循环还要满足以下条件：入炉侧没有钢、推钢机在最后位、步进梁在初始位置和
图3正循环流程图
出炉侧没有钢。在满足这些安全条件后，选择后退按钮，即可启动步进梁逆循环。逆循环的程序流程图如图4所示。
在逆循环的流程图中StartReverseCycle为启动步进梁逆循环的条件，其他的判断条件和正循环中的注释相同。
图4逆循环流程图
3.2.3 踏步循环
步进梁的踏步周期只有在加热炉的自动和半自动状态才能选择，在满足安全条件时，设定一个延时后，选择升降按钮，步进梁就开始踏步循环，直到延时结束。程序流程图如图5所示。
在逆循环的流程图中StartUpDownCycle为启动步进梁踏步循环的条件，其他的判断条件和正循环中的注释相同。
图5逆循环流程图
3.2 钢坯跟踪部分
为实现钢坯的跟踪，把炉号、长度、重量、钢坯在炉内的位置放于DAT\QP数据存储器内，以P2位置的钢坯为例，这些数据存放在P2:TEXT、LP2、P2:REAL和QP2数据存储器内。当正常轧制时，启动跟踪信号StartChaBilTra=1，依靠元素MOVE按图6方式进行数据传递。
图6正常轧制跟踪
当发现炉内钢坯不合格，需把钢坯从炉内倒出时，启动StepTraking2=1，钢坯便以图7方式进行数据传递。
图7倒坯跟踪
当对钢坯进行清炉控制时，钢坯只出不进，启动StepTraking=1,由于此时无进炉钢坯，推钢机不产生动作信号，活动梁上的钢坯前移后，P1位置的数据寄存器的数据由P100的全零位给予补充。
P98位置钢坯的炉号是由操作工在Advant500操作站的人机对话框内手动写入，重量是靠炉前的称重系统称重后自动存入P98:TEXT寄存器内，长度的计算是通过入炉辊道的设定速度和炉前的光电管检测，经长度积分元素LINT得到写入LP98寄存器内，这些值一经得到，不会因钢坯在炉内的位置改变而改变。钢坯在炉内由P97到P1位置时，QP1的数据是由推钢机的位置变送器在P1位置检测而来，即QP1=AOC147（位置变送器在P1位的检测值 ），正常轧钢时，钢坯 在炉内的位置按式①和式②计算：
QPn=QPn+W.B Step Done 式①
QP（n+1）=QPn 式②
从炉内倒钢时，钢坯在炉内的位置按式③和式④计算：
QPn=QPn- W.B Step Done 式③
QP（n-1）=QPn 式④
QP（n-1）、QPn、QP（n+1）分别表示炉内P（n-1）、Pn、P（n+1）位置的跟踪数值，W.B Step Done表示安装在活动梁上位置变送器的后退位置与前进位置之差，即检测到的活动梁前进行程。
为避免活动梁设定的执行步距与位置变送器检测到的实际步进距离产生的偏差会累加到下一步进周期，保证钢坯在到达出炉侧时能顺利出钢，活动梁的执行步距需要进行补偿。步进梁的误差补偿的程序流程图如图8所示。
步进梁的误差补偿和下一步的步距的计算公式为：
WBTrasERROR=StepWBDone-StepWBToDo（上一循环的） 式⑤
StepToDo（下一循环的）=StepWBSet-WBTrasError 式⑥
公式中的WBTrasERROR为步进的误差，StepWBDone为上一步的步进值，StepWBToDo为下一步的步进值，StepWBSet为步进设定值。
图8误差补偿流程图
在流程图中，PosTrasBmmBwd为在WBBackwardPosition采的ZT4的步进梁的平移值，PosTrasBmmFwd为在WBForwardPosition采的ZT4的步进梁的平移值。
在Advant500操作站的人机对话框图内能直接观察到活动梁上是否存在钢坯和将要出炉钢坯的炉号、长度、重量、炉内位置，即P94。在制作人机对话框时，将活动梁上的每一支钢坯的位置QPn与L2=1、H2=21920进行比较，如果QPn>L2，表示此位置上有钢坯，显示钢坯的炉号、长度、重量、炉内位置，让它一直闪烁。否则用黑条框显示，表示此位置上无钢坯。
钢坯跟踪部分的程序流程图如图9所示。
图9钢坯跟踪程序流程图
4 结束语
该系统97年在莱钢中小型车间投入运行后，性能稳定，可以进行大、小钢坯的烧制，并实现了钢坯从入炉辊道到出炉辊道，对每一支钢坯的炉号、长度、重量、炉内位置进行全程跟踪，保证了正常的轧钢生产，同时,为操作人员操作提供了方便。
