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1、前言

    TRACK跟蹤模型是L2系統中一個重要的組成部分，它的主要任務是對加熱爐內和正在軋制的鋼板進行物料跟蹤和數據處理，當鋼板在軋機的某一位置時執行適當的操作。例如是激活道次計算或者是開啟位置檢測等。同時TRACK模型也維護L2的基礎數據，并且參與所有與跟蹤相關的操作輸入，例如取消一塊鋼板的跟蹤等。物料跟蹤的準確性直接影響到整個二級系統的有效運行。

    TRACK模型依據從L1接收到的信息進行構建，L1（一級過程自動化）是物料跟蹤的根本。為了更全面的解釋物料跟蹤模型，對相關數語進行如下解釋：

    ⑴機架：這里指的是水平的機架，如粗軋機和精軋機。

    ⑵鋼坯/鋼板：物料開始軋制時間指的是第一個道次的開始。因此產品的上游過程就包括了煉鋼和加熱爐。當第一個道次開始時，鋼板進行軋制。

    ⑶軋制序列：是將要進行的軋制命令順序。這個順序列表儲存在數據庫中，在軋制開始時，給定的鋼板如果要從軋制序列中移除要由操作工來進行變更維護。

    ⑷道次：是指鋼板在水平機架中的往返運動。其中不改變鋼板厚度的道次叫空道次。

    ⑸冷卻：在熱機軋制時，鋼板要進行冷卻，也包括軋制前鋼坯的冷卻。

    ⑹基礎數據：基礎數據保存在數據庫中，包括鋼坯尺寸、溫度、化學成分和成品鋼板的目標數據，還有一些其它的軋制數據，如轉鋼次數、TM模式等。這些數據由道次計算得出。

    ⑺鋼板ID號::這是鋼板在L2系統中的唯一識別身份，格式為X-XXXXX-XXX.

    ⑻交接指令：在跟蹤模型中分配一張鋼板的ID號，并檢測鋼板的數據結構。

2、TRACK模型的簡介

    TRACK是在L2系統中可以單獨執行的子過程，由L1的檢測信號進行驅動，在相關的HMI中可以看到活動狀態。L1是跟蹤模型的管理器，TRACK模型通過L1提供的信息進行增加。例如，L1不使用鋼板ID號，相反的它使用1－5的L1的ID號，并在L1的ID號和鋼板ID號之間建立連接。TRACK模型可以同時處理12張鋼板的數據，L1只能處理5張鋼板的數據。TRACK模型可以處理加熱爐內的虛擬鋼板。

    2.1鏡相

    物料跟蹤模型是對軋機的一個跟蹤物體的鏡相，TRACK模型建立了一個可用的軋機鏡相。如：傳感器、跟蹤區域以及測量位置等。傳感器本身沒有跟蹤信息，它只是產生開/關信號。一般來講，傳感器觀察器有跟蹤信息，并且可以應用傳感器信號執行一個跟蹤功能。傳感器觀察器可以觀察一個或者多個傳感器，它可以執行一個可者兩個開關信號。一個傳感器可以綁定多個傳感器觀察器，一個傳感器觀察器也可以綁定多個傳感器。

    跟蹤模型定義了以下傳感器：熱金屬檢測器HMD（從出爐輥道開始一直到矯直機入口）、紅外測溫儀檢測開軋溫度、測厚儀、粗軋機機架、精軋機機架等。所有的傳感器的開/關由L1控制。

    2.2跟蹤區域

    跟蹤區域是軋機的一個物理區域，它是一組輥道、一個機架或者是加熱爐里的一個滑道分區、它是一個開始和結束位置，保留了鋼板在當前這個區域的占用列表。跟蹤區域涵蓋了整個軋機區，從加熱爐到矯直機。

    跟蹤區域是傳感器觀察器。它包含了跟蹤信息，可以分配一個特定鋼板的傳感器的開關信號，并且執行合適的行動。鋼板在此區域內的任何位置都可以進行檢測元件的開/關操作，當鋼板到達檢測元件時，會自動進行測量的開啟。因此軋鋼產線從加熱爐到矯直機的所有的測量元件和跟蹤區域都能順利的檢測到鋼板的實際位置，并將運行狀態顯示在HMI上供操作工識別和確認。主要分為以下幾個跟蹤區域：

    ⑴入爐

    加熱爐的入爐是爐內特殊的跟蹤區域。入爐區域區域連接著一個完整的爐道。不同于普通的跟蹤區域，能夠連接在一起形成一個產線方向的鏈，所有的入爐區域在給定的爐道上都處于相同的位置，但是也連接在一起形成爐道的鋼坯布置圖。每一次的入爐在爐道內修正一塊鋼坯。入爐和出爐時設定爐道己占用或者未被占用。入爐區域沒有檢測元件。

    ⑵輥道控制和監測

    每一組輥道是跟蹤區域來修正，它主要依靠速度來判斷。由于輥道區域的跟蹤較為簡單，能夠執行很小的跟蹤行為，眾多的輥道就能夠實現客戶化的跟蹤行為。產線上的輥道區域進行分工，執行相應的操作：

    RE1：粗軋機前輥道。用于設定鋼坯的除鱗時間，并激活軋制表的計算。更新爐內鋼坯布置圖，檢測當前鋼坯 的位置和鋼坯的溫度。

    FE4：精軋機和粗軋機進行交接的輥道。軋制表重新進行道次計算。

    FE1：精軋機前運輸輥道。檢測元件工作告知鋼板己經進入，道次計算重新開始。

    FX1：精軋機后輥道。檢測元件告知鋼板己經離開精軋機，道次計算重新開始。

    FX2：精軋機后測厚儀輥道。檢測到鋼板進入測厚儀區域。

    FX3至矯直機輥道：鋼板離開測厚儀區域后進入ACC冷卻區域及矯直機區域。

    ⑶機架區域

    機架區域是指正在軋制的軋機。它占用的只是一個位置而不是像其它區域那樣的一段長度。機架區域是當前軋制的鋼板開始和結束時的速度匹配，同時也跟蹤機架是負載還是空載狀態，分為粗軋機機架和精軋機機架。

（圖1：物料跟蹤示意圖）

3、功能分析

    L1中的物料跟蹤是TRACK模型的主要任務之一，然而在L2系統中它必須執行特定的相關跟蹤功能。

    3.1交接功能

    交接是指在鋼板的跟蹤記錄結構中創建一個入口。只有在L2系統中進行了交接，只有進入到物料跟蹤中的鋼板才能夠進行軋制。當一塊鋼板己經通過軋制進行了交接，并且被L2系統處理過，它會一直保存在跟蹤目錄表中直到鋼板離開跟蹤區域、或者鋼板移除或者取消交接等。L2中定義了多種形式的交接：自動交接、手動交接、優先交接、爐內交接、虛擬交接等。具體功能描述如下：

    3.1.1自動交接

    這種模式是常用模式。下一塊鋼坯在軋制序列中自動交接，從L1中的跟蹤圖指示一塊新的鋼坯目前在出爐輥道上。在L2的HMI界面上，操作工能夠使用“自動交接”按鈕進行操作。

    如果TRACK模型不知道下一塊鋼坯是什么，它會標記這塊鋼坯為“不識別”，在HMI上顯示為“I-don’t-know”。操作工應該轉換為手動交接方式，這時自動交接不可用。

    3.1.2優先交接

    如果在自動交接或者自動交接模式不可用時必須改變一塊鋼坯，可以使用優先交接模式。在這塊鋼坯出爐之前，它的名字（鋼坯ID）己經提示執行了交接操作時，它可以給操作工充分的時間來進行過程操作。優先交接模式是操作工手動使用HMI上的交接對話框來實現的。

    為了標記這塊出爐的鋼坯己經進行了優先交接，此時鋼板的ID號在HMI上用高亮度背景表示。當這塊鋼坯己經出爐，這張鋼板的ID己經從優先模式交接分配到了一塊新鋼坯上，軋制繼續進行無須間斷。

    3.1.3手動交接

    在自動交接不可用時，或者在執行了一個“取消交接”過程后發生了軋制序列為空，則需要進行手動交接。手動交接同優先交接類似。它也是通過在HMI上的對話框由操作工手動執行，在手動交接時，跟蹤時鋼板的ID號被分配為一個未知的鋼坯，在HMI上顯示為“I-don’t-know”。

    3.1.4爐內交接

    當一塊鋼坯運行到爐道的前面位置時，爐內交接自動初始化。這個交接的目的是執行一個道次表的預計算，因此操作工能夠看到道次軋制表。它同時也提醒操作工不會對這塊鋼坯產生一個無效的軋制表。一旦鋼坯交接到了跟蹤記錄表中，它可能會要求操作工輸入鋼板工藝數據會影響到軋制表的計算。

    3.1.5虛擬交接

    有時候一塊己進行了道次計算的鋼坯又被回爐了，就會執行虛擬交接。操作工要在HMI上選擇虛擬對話框進行操作，這塊鋼坯的道次計算會執行。后面的虛擬交接會重寫先前的虛擬交接。

    3.2撤消交接（回爐操作）

    有時會發生錯誤的鋼坯自動交接的情況。原因可能是軋制序列是錯誤的，或者在加熱爐內對錯誤的道次進行了出鋼操作。操作工在“撤消交接”對話框中選中該鋼板的ID號，然后在HMI上界面上更改為“I-don’t-know”，操作工手動修正。當撤消交接申請為優先交接時，這塊鋼坯就從跟蹤目錄中移除了。

    3.3跟蹤圖更新

    跟蹤圖更新的功能是虛擬的物料跟蹤。L1系統每192ms發送更新的跟蹤圖和狀態信息。TRACK模型通過這個功能來更新自己的跟蹤圖和傳感器的檢測狀態信息及測量值來產生開/關信號。這些信號會驅動整個L2自動控制系統。很顯然，L1的這些周期信息是整個L2系統的中心。

    3.3.1更新爐內狀態和布置圖

    每次RE1輥道傳感器打開觸發，意味著一塊新的鋼坯己經通過了除鱗機，這時TRACK模型會發送L2_F2_RequestStatusTrackMap報文信息到FU_L2_StatusTrackMap中，L2中的爐內圖就更新了。所有新鋼坯的基礎數據從DS數據庫中讀取，并存儲在本地數據庫中。每次執行完裝爐或者出爐操作，

    TRACK模型就會更新爐內鋼坯布置圖，它從DS數據庫中讀取基礎數據，并存儲在本地數據庫中。TRACK模型將鋼坯移動到軋制序列開始的第一個位置，確定自動交接己經讀取到正確的鋼坯信息后，發送通知給L1系統。

    3.3.2跟蹤修正

    如果HMD熱檢或者其它的跟蹤檢測傳感器發生故障，會造成跟蹤圖內的鋼板位置和實際的位置不符的現象。在HMI上使用“跟蹤修正”對話框，操作工可以修正鋼板的位置，也能修正道次數。TRACK模型將這個修正傳送到L1，來更新跟蹤圖。

    3.4清空跟蹤

    在十分少見的情況下，有時必須完全重置跟蹤目錄，應用清空跟蹤過程來實現。在跟蹤目錄表中的所有鋼板ID都會被清空。清空跟蹤過程在HMI上的跟蹤修正對話框中初始化，因為這個非常重要，需要操作工必須確認這個行為。

    3.5道次計算過程

    一個與TRACK模型緊密相關的模型是PSC道次計算模型，PSC模型的啟用一般有以下指令或者事件的發生：⑴交接指令之后；⑵鋼坯除鱗后；⑶輥道FE4交接到精軋機；⑷鋼坯對中/鋼板到達精軋機前；⑸精軋機每個道次后；⑹測厚儀反饋后；⑺操作員激活；⑻請求L1的設定等。

    根據TRACK模型確定的鋼板的位置，4個道次的過程計算被激活：⑴PSC1出爐之前；⑵PSC2精軋機第一道次之前；⑶PSC3在精軋機軋制中；⑷PSC4精軋機軋制后。道次計算完畢后，會發送報文給TRACK模型。如果發生錯誤，則會發送一個錯誤代碼和錯誤文本給操作者界面HMI。

（圖2：道次計算步驟流程圖）

4、小結

    TRACK跟蹤模型在L2系統的控制中起到十分重要的作用，它對輥道速度的設定、檢測元件的靈敏度以及與L1一級自動控制系統的通訊連接都有較高的要求，了解主要功能及組成，可以更好的維護、優化二級系統，保證模型的有效運行。