摘要：本文針對步進式加熱爐的工藝流程，利用組態王軟件設計出步進式加熱爐生產線的演示系統。實際運行結果表明，該系統能夠反映實際工業現場狀態的監控過程。 關鍵詞：加熱爐；演示系統；組態王軟件 [align=center]Design of Demonstration System for Reheating Furnace Production Line Based on Kingview He Ping,Chen Hua,Lou Yi （College of Electrical Engineering, Xinjiang University,Urumqi Xinjiang 830008） 賀平，陳華，婁毅 （新疆大學 電氣工程學院，新疆 烏魯木齊，830008）[/align] Abstract: This article designed Demonstration System for Walking Beam Furnace Production Line by using of kingview software,against prosess of Walking Beam Furnace. Experimental results of operation showed that this system could Reflect Monitoring process of Actual Industrial Field. Keywords：Reheating Furnace；Demonstration System；kingview software 1 加熱爐概述 步進式加熱爐是對軋制前的鋼坯進行加熱。爐型的結構為三段式連續加熱，即預熱段、加熱段、均熱段。加熱段和均熱段頂部采用平焰燒嘴[1]。 加溫方式：預熱段利用煙氣對鋼坯進行緩慢加熱，降低鋼坯的熱應力；加熱段快速加熱，減少鋼坯在高溫區的停留時間以減少氧化和脫碳；均熱段控制鋼坯表面溫度不再升高的情況下，消除由于強化加熱而造成的較大斷面溫差即“黑印”。 加熱爐的裝、出料方式為側進側出。鋼坯在上料臺架上由拉鋼機逐根拉至分鋼機，輸送到爐前裝料輥道上，采用控制爐內懸臂輥道速度的方法，使鋼坯在爐內輥道上準確定位，由對齊推鋼機將鋼坯推到固定梁上，由步進梁通過后退、上升、前進和下降正循環，一步一步地把加熱好的鋼坯輸送到爐子的出料端，最后由出料端的爐內懸臂輥道將鋼坯送出爐外。相反，當爐子檢修或出現事故時，步進梁通過上升、后退、下降和前進逆循環，將鋼坯由出料端退回到裝料端。 2 組態王軟件 組態王是一個有豐富功能的數據采集與過程控制的專用軟件。可用于工業自動化的過程控制和管理監控。為系統工程師提供了集成、靈活、易用的開發環境和廣泛的功能，能夠快速建立、測試和部署自動化應用，來連接、傳遞和記錄實時信息。使用戶可以實時查看和控制工業生產過程[2]。 組態王的主要功能： （1）豐富的人機界面功能，可視化操作界面，真彩顯示圖形、豐富的圖庫； （2）強大的通訊能力； （3）先進的報警和事件管理； （4）強大的網絡和冗余功能。 用戶根據工程實際情況，利用通用組態軟件提供的底層設備的I/O Driver、開放式的數據庫和畫面制作工具，完成一個具有動畫效果、實時數據處理、歷史數據和曲線并存、具有多媒體功能和網絡功能的工程，不受行業限制。組態王功能圖如圖1所示。 [align=center] 圖1組態王功能圖[/align] 建立應用程序可分為四個步驟：設計圖形界面；構造數據庫；建立動畫連接；運行和調試。 這四個部分常常是交錯進行的。在用TOUCHMAK構造應用程序之前，要仔細規劃項目，主要考慮三方面問題：圖形；數據；動畫。 3 加熱爐生產線流程的模擬設計 采用組態王軟件設計加熱爐控制畫面，用以模擬實際的生產工藝過程。設計時簡化了加熱爐生產的工藝過程，著重對鋼坯進爐、推鋼機、步進梁、加溫、檢測和出鋼的控制進行了設計,加熱爐生產線演示系統設計流程如圖2所示。 [align=center] 圖2 加熱爐生產線演示系統設計流程圖[/align] 4 系統組態 打開組態王環境，建立工程項目后即可 制作工程畫面。工程畫面制作是在用戶窗口內完成的，在組態王的設備工具箱中，選取系統所用到的硬件設備，放到合適的位置，讓系統中的物料流動構成一個閉合回路，以實現人機界面[3]。加熱爐生產線演示控制系統組態畫面如圖3所示。 [align=center] 圖3 加熱爐生產工藝線演示系統畫面[/align] 4.1 實時數據庫的建立 數據對象是構成實時數據庫的基本單元，建立實時數據庫的過程也就是定義數據對象的過程。定義數據對象的內容主要包括：指定數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍確定與數據變量存盤相關的參數，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等[4]。爐溫實時數據庫如圖4示。 [align=center] 圖4爐溫實時數據庫[/align] 加熱爐內不同段的溫度控制，是軋制前對鋼坯進行加熱的保證，為了能實時監測加熱爐的預熱段、加熱段、均熱段的溫度變化，設計三段爐溫曲線控制畫面如圖5所示。 [align=center] 圖5爐溫控制畫面[/align] 4.2 動畫設置 由圖形對象搭制而成的圖形畫面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述生產現場的變化，達到過程實時監控的目的。 組態王實現圖形動畫設計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。 動畫連接是建立畫面的圖素與數據庫變量的對應關系。即建立的“監控中心”，畫面上的進鋼、出鋼、推鋼以及噴火等的動作，與設定的開關量相對應，可得到一個反映實際工業現場狀態的監控畫面，鋼坯移動動畫屬性如圖6所示。 [align=center] 圖6 鋼坯移動動畫屬性[/align] 4.3 控制策略 控制系統的優劣取決于控制策略，加熱爐控制演示系統策略分為：啟動策略、恢復策略、推鋼出鋼、步進梁策略、溫度曲線策略、停止策略等。 系統組態完成后，根據控制策略，完成系統運行調試。 5 結束語 采用組態王控制策略一一圖形組態法，設計出步進式加熱爐生產線的演示系統。實際運行結果表明，該系統能夠反應工業現場的監控過程，該組態控制軟件具有精度高、實時性強及監控界面簡單、操作方便等特點，降低故障發生率，增加系統控制靈活度，進一步提高生產效率，具有較高的實用價值。 參考文獻： [1] 曹曉嶺.加熱爐工藝技術規程[S]，八一鋼鐵公司文件.2004年2月 [2] 北京亞控科技發展有限公司.組態王65A培訓教程[M] .北京：2005年5月 [3] 馬國華.監控組態軟件及其應用[M].北京：清華大學出版社，2001年. [4] 建筑構件耐火試驗爐自動控制系統的設計與應用[J].儀器儀表學報，2005，26（8）：827～830。 作者簡介： 賀平（1957-）女，實驗師, 從事實驗室教學與研究， heping15@126.com，13909918506； 陳華 （1964-）女，副教授，從事控制理論和仿真教學與研究，xj-chenhua@163.Com； 婁毅 （1958-）男，高級實驗師，從事實驗室教學與研究，xjdxlouyi@sohu.com 13579215632。 通訊地址：新疆大學（北校區）電氣工程學院 ，賀平，830008 。