九思易 寶鋼寬厚板火焰切割生產(chǎn)線的應(yīng)用

◆項目簡介

鋼鐵行業(yè)流程長、環(huán)節(jié)多、工藝復(fù)雜，自動化技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，由于其應(yīng)用的特殊性，對自動化產(chǎn)品的要求也異常苛刻。寶鋼是中國最具競爭力的鋼鐵企業(yè)，年產(chǎn)鋼能力2000萬噸左右，贏利水平居世界領(lǐng)先地位，產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外市場，其企業(yè)管理水平和生產(chǎn)自動化水平與國際先進企業(yè)水平接近。

寶鋼寬厚板火焰切割生產(chǎn)線是北京九思易自動化軟件有限公司與哈爾濱華崴焊切集團合作，為寶鋼集團新建寬厚板廠所提供的一套寬厚板火切控制系統(tǒng)。

隨著國民經(jīng)濟和國內(nèi)造船業(yè)的發(fā)展，用戶對各種寬厚板材和特殊合金的熱處理板材的需求越來越高，寶鋼寬厚板廠就是在這種背景下成立的。由九思易提供的寬厚板火切系統(tǒng)可以用于各種超寬、超厚以及厚度變化、特殊合金的冷熱鋼板的切割，切割后的板材可以作為各種船舶制造的甲板用板材。

由“易控(INSPEC)”完成的監(jiān)控系統(tǒng)功能先進、國際領(lǐng)先，之前僅有日本有類似系統(tǒng)，但據(jù)行業(yè)內(nèi)的專家反映，該系統(tǒng)比日本的同類系統(tǒng)功能更為強大。

◆系統(tǒng)設(shè)計

　﹡ 系統(tǒng)設(shè)計的特點

1、切割精度高。在長達8*60米的生產(chǎn)線上，最大可切割產(chǎn)品5×25米，最大厚度達300mm，要求切割后產(chǎn)品尺寸誤差不大于1mm。

2、功能強大。其獨有的廢邊切割、雙工位多機頭切割等功能為本系統(tǒng)所獨創(chuàng)。

3、帶溫鋼板切割。根據(jù)資料計算，長20米500攝氏度的鋼板冷卻至常溫后，其長度方向?qū)⒖s小多達25毫米，本系統(tǒng)獨有的溫度監(jiān)測和補償算法可以控制系統(tǒng)隨時調(diào)整切割路徑，從而保證了在熱切割的情況下冷卻后的產(chǎn)品滿足產(chǎn)品精度要求。

4、工序復(fù)雜。主要工序有：掃描鋼板輪廓、產(chǎn)品套料、切割路徑優(yōu)化、自動切割控制、沖打出廠標(biāo)記、任務(wù)上報等。

5、通信設(shè)備眾多。共有運動控制器、三菱QPLC、溫度測量、沖打設(shè)備等四種通信設(shè)備，全部采用串口通信方式，運動控制器分別控制14個軸，極大的考驗了“易控(INSPEC)”軟件的設(shè)備通信能力。

　﹡ 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

圖1：系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)采用分層設(shè)計，頂層為寶信公司提供的生產(chǎn)管理系統(tǒng)(L3系統(tǒng))，負(fù)責(zé)訂單管理和生產(chǎn)任務(wù)調(diào)度管理；中間為九思易公司提供的中心計算機管理系統(tǒng)（CCC系統(tǒng)），負(fù)責(zé)任務(wù)解析、管理下屬切割機組（共5個切割機組）、分配切割任務(wù)以及任務(wù)完成情況上傳等功能；底層為九思易公司提供的操作計算機系統(tǒng)（NC系統(tǒng)），負(fù)責(zé)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)要求控制具體切割設(shè)備完成產(chǎn)品切割任務(wù)。

◆ 軟件系統(tǒng)完成的主要功能

CCC與NC系統(tǒng)之間采用先進的.Net Remoting通信技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計簡單穩(wěn)定可靠，CCC可自動判定各NC系統(tǒng)在線情況，系統(tǒng)在線、離線可自動監(jiān)測并自動完成相互間的通信任務(wù)。

NC系統(tǒng)采用“易控(INSPEC)”的IO通信模塊管理底層四種不同的通信設(shè)備。并采用專用控件完成與CCC系統(tǒng)的通信以及切割任務(wù)和鋼板管理工作。用戶可靈活配置底層通信設(shè)備以及采集控制點以滿足不同切割機組的需要以及用戶需求的變更，數(shù)據(jù)采集和控制穩(wěn)定可靠。

　﹡系統(tǒng)主要功能如下：

1、接收上層L3系統(tǒng)根據(jù)用戶訂貨要求下傳的切割指令，并將切割指令經(jīng)解析后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的切割邏輯。

2、自動掃描鋼板的裝載位置和實際尺寸，并自動擬合鋼板外圍輪廓。

3、根據(jù)掃描結(jié)果和下傳的產(chǎn)品尺寸要求進行套料，并將套料結(jié)果反饋給操作者。支持多種產(chǎn)品排版方式，根據(jù)不同的排版方式選用不同的排版算法。

4、根據(jù)切割工藝要求和產(chǎn)品排版方式的不同，自動選擇不同的優(yōu)化算法對產(chǎn)品切割路徑進行優(yōu)化，在滿足切割工藝要求的情況下盡量減少切割機頭的空程移動時間以提高生產(chǎn)效率。

5、與火切機系統(tǒng)中的PLC軟件相配合，本軟件可以控制切割機頭按照預(yù)定切割路徑對鋼板進行切割，切割時可以調(diào)整切割速度、爬行速度、燃?xì)夂颓懈钛趸旌媳嚷实葏?shù)，切割中還可以執(zhí)行暫停、回退、恢復(fù)等操作，以適應(yīng)現(xiàn)場不同切割情況。

6.、可以控制多個機頭同時切割以提高生產(chǎn)效率。

7、切割中可自動將切割產(chǎn)生的廢邊切斷以滿足廢料傳送線的需求。

8、切割中可以實時監(jiān)測鋼板溫度，并根據(jù)鋼板溫度自動進行切割補償以使鋼板冷卻后的尺寸滿足用戶訂貨要求。

9、可以控制在切割后的產(chǎn)品上沖打產(chǎn)品號、公司徽標(biāo)、出廠日期、檢驗結(jié)果等文字和圖形信息。

10、切割完成后，可自動向L3上位系統(tǒng)傳送切割完成信息，包括未切割產(chǎn)品、未沖打產(chǎn)品及其原因等。

11、本軟件可以靈活配置切割機系統(tǒng)的切割頭數(shù)目、切割頭類型以滿足不同火切機系統(tǒng)的需求。

12、可以根據(jù)操作者的指令移動機組和各機頭，移動方式有點動、連續(xù)、定長等多種方式。

13、可以自動顯示、記錄和查詢生產(chǎn)中的報警信息。可以單獨監(jiān)測火切機系統(tǒng)各部分的運行狀況，并將測試結(jié)果反饋給操作者。

圖2：切割控制界面

圖3：零點校正

◆總結(jié)

寶鋼寬厚板火焰切割機系統(tǒng)自2005年4月份交付寶鋼使用以來，5個火切機組在現(xiàn)場每天24小時不分晝夜運行，應(yīng)用至今，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)任何問題，得到寶鋼的一致好評。尤其是在系統(tǒng)交付初期系統(tǒng)調(diào)試期間，由于寬厚板廠的剪切機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能投入運行，大量生產(chǎn)任務(wù)積壓到火切機系統(tǒng)完成，本系統(tǒng)的優(yōu)良表現(xiàn)保證了生產(chǎn)任務(wù)的及時完成，從而贏得了用戶的信賴。用戶對該系統(tǒng)豐富的功能以及系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性給予了極高的評價。鋼鐵行業(yè)因其應(yīng)用的特殊性對自動化產(chǎn)品的要求異常苛刻，國外品牌一直占據(jù)著統(tǒng)治地位。“易控(INSPEC)”能順利進入寶鋼并長年成功運行，充分證明其在高端領(lǐng)域里的實力。