热轧生产线二级控制系统工作状态浅析

现阶段，各钢铁企业热轧生产线基本都实现了自动化控制，二级系统是自动化控制系统中的主体部分。一般而言，热轧生产线中，自动化控制主要包括一级系统控制和二级系统控制。二级系统负责运算并下发指令，一级系统负责接收二级系统下发的指令并将这些指令转译成为现场设备可以识别的信号而执行设备动作。举个简单的例子，二级系统是人的大脑，一级系统是人的神经，现场设备相当于人的四肢。围绕该话题，本报记者采访了迁钢公司热轧作业部系统工程师南宁。

　　记者：二级系统包括哪些部分、具体职能有哪些？

　　南宁：迁钢二热轧使用了TMEIC-GE二级控制系统，系统平台为PASolution；以迁钢二热轧的TMEIC二级控制系统为例，二级控制系统主要包括：轧线跟踪系统、二级通讯系统、计算模型、数据库这四大部分。

　　轧线跟踪系统全称：TransportDirector，简称TD。该系统跟踪轧线上所有轧件的实时位置、设定轧线上所有轧件的运行速度和加速度、检测并触发轧件到达指定的逻辑位置后所需要的一系列控制计算。这部分是二级控制系统运转的引擎，不是一般狭义上的轧件位置跟踪定位系统，其控制着所有二级系统中的各个模块、各个模型的计算触发，内部程序庞大、逻辑复杂，是整个二级控制系统中的关键核心部分，被称为轧线自动化主管。

　　二级通讯系统主要包括TRK、MDL、GAT、SET、IODB等系统程序组。主要负责：数据或者信号的复杂处理和过滤、各个模块同时工作的顺序协调、现场实测数据传送至模型或数据库、模型计算数据下发至一级系统、轧线二级系统和其他外部系统之间的接口传递。这部分是二级控制系统运转的基础，虽然单个系统程序组没有上述TD庞大复杂，但是上述列出的5个系统程序组组合在一起的话，其规模也可堪比TD。

　　此部分一般不会涉及到模型的计算，所以被称为“非控部分”，但是由于其内部的程序模块化，所以在极其特殊需要的情况下，完全可以实现计算模型的全部功能，所以这部分作为除TD之外的第二个核心点。

　　计算模型分为：RSU、HTT、FSU、GSM、FDTC、CTC等模型。该部分实现热轧本身所特有的工艺过程的计算，本质上而言，就是使用程序语言实现工艺上的数学计算过程。这部分基本上都是按照一定的工艺知识将计算方法用程序来实现，这种纯计算的模型目前相对较为固化、稳定，关键的部分在于模型的学习，学习的方式和算法的优劣，通常是模型控制精度的制约因素。此部分一般也被称为“控制部分”，其关键核心的地方在于模型学习的程序部分。

　　数据库主要负责轧件在轧制过程中所产生的几乎所有的设定计算、现场实测数据的归纳和存储，以供工艺人员或者程序组来查看或调用。

　　记者：简要说明整个二级控制系统是如何实现基本控制过程的？

　　南宁：当现场的轧件到达某个位置轧线跟踪系统跟踪发现此轧件到达了此位置，跟踪系统立即通知所有跟此位置触发点有关的二级通讯系统模块、计算模型二级通讯系统模块接收到此通知后，立即准备此位置时的所有现场实测数据，并将这些数据发送给计算模型计算模型接收到通知后，立即接收二级通讯发送过来的相关数据，并将这些数据作为输入量，计算出相应轧件的相关设备的位置设定数据，将这些计算出来的设定数据发送到二级通讯系统二级通讯系统接到计算模型的设定数据，将这些数据转送到一级控制系统，同时通知轧线跟踪系统，此时一级控制系统也会给轧线跟踪系统发送一个“此时现场设备具备动作条件并等待指令”的信号轧线跟踪系统接到通知和信号后，立即对此轧件做出一系列动作的设定，并将此设定发送到二级通讯系统二级通讯系统接到跟踪系统发送来的轧件动作数据，将此转发到一级控制系统中一级控制系统接收到上述的设定数据和动作数据，开始执行。至此，就完成了实际现场中一块轧件在某个位置处的一次小动作的控制过程。