熱處理生產線淬火技術策略的設計與通訊

摘要：本文詳細的描述了熱處理產線淬火工藝工作站的模型，以及它與PLC的通訊概念,工作站的結構和數據組成。
關鍵詞：熱處理 淬火機 策略 TCP/IP

一、淬火策略服務器的組成

淬火機根據不同的鋼種以及終冷溫度，溫降時間等要求，生成淬火策略，用于淬火機的控制，包括各區噴嘴水量的大小，箱體高度的設置，溫度補償等。從而達到比較好的淬火效果，保證鋼板有平直度和金相組織要求。

淬火機策略服務器主要包括：TCP/IP服務器，ORCLE 數據庫，策略提供進程，HMI人機接口界面等。

PLC過程控制主要包括：PLC TC－－-鋼板跟蹤系統；PLC QC－－-淬火機控制

主要結構圖如下圖1所示：

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圖1：淬火策略服務器的組成

1、HMI簡介

HMI提供了一個可視化和可維護的淬火策略接口界面。它可以顯示己淬火鋼板的存儲數據和各區域水流量的歷史曲線圖。

程序MMI_QRC運行后，自動進入策略總覽界面。按下按鈕“Archive”則選擇了存儲瀏覽，硬拷貝功能總是可用的。 通過HMI可以查看淬火鋼板的存儲數據，噴嘴，水的流量，壓力等。

2、淬火策略

在界面的上部分,可以任意選擇淬火策略.在上區選中了相關的策略欄目后,在中間的區域部分則顯示具體的策略數據,并且可以修改。操作人員可按下“NEW”按鈕創建更多的新的策略。也可以按下“DELETE”按鈕刪除選中的策略。如下圖2所示：

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圖2：淬火策略總覽界面

在策略表中的編輯項是有約束條件的，例如，不能創建一個厚度為0mm的鋼板。為了能使濾波水量能夠調整可以設置濾波率，以調整各個區域的噴嘴流量。除此之外水量的總流量和壓力是可以修改的。

淬火策略服務器與其它相關設備的通訊是通過報文來傳送的，不同的設備有不同的報文內容和格式。用來傳遞淬火策略和下達設置參數，激活過程數據以及程序的運行。

3、報文通訊格式

（1）策略服務器（RS 服務器）與PLC的通訊

在RS服務器上運行“RSServer.exe”，可以通訊到相應的PLC站。PLC站包括：

- PLC-TC (tracking control) 鋼板跟蹤
- PLC-QC (quench control) 淬火機控制

所使用的通訊協議是TCP/IP，所有的數據交換通過報文傳送，PLC作為服務器端，RS 服務器作為客戶端。報文使用二進制代碼并且長度固定。

報文格式分為三部分：報文頭，可用的數據頭，可用的數據本體。

系統使用2種類型的報文：WATCHDOG 報文，數據報文。

（2）RS服務器和RS進程的通訊

在RS服務器上運行 “RSServer.exe” 可以通訊到提供淬火策略的RS進程。通訊協議仍然是TCP/IP。所有的數據交換是以RS服務器為服務器端，RS進程為客戶端。報文是ASCII碼格式，長度是動態的。

（3）53號報文通訊：PLC TC 與PLC-QC之間的通訊

發送者: PLC- TC
接收者：PLC- QC
總長度：800 Bytes

在出爐前2分鐘由PLC-TC的鋼板跟蹤信號觸發。

（4）54號報文淬火機控制確認

發送者：PLC-QC
接收者：PLC-TC
總長度：88 Bytes

該報文是在接收到淬火機控制執行后由事件觸發。

4、設置與PLC的連接

PLC-TC的端口號： 2000
PLC-QC的端口號： 2001

圖3：PLC的端口號設置5、淬火機工作順序

?開始傳遞報文53號，并接收到確認信息報文54號。
?通過DP/DP耦合器傳遞淬火機工作模式代碼。
?確認開始狀態
?如果淬火機的準備條件沒有故障，所有的設備應為“準備”狀態。
?淬火機工作模式可以通過DP/DP耦合器重新設置。
?當準備工作就緒后，預設信號就顯示OK狀態，實際的工作模式會在HMI上顯示。
?根據設置模式開啟相應的水量控制閥，發送信號后閥門打開。
?鋼板進入淬火機后，鋼板在淬火機內的信號將會打開，同時鋼板不在淬火機內的信號指示將關閉。
?當鋼板的尾部離開高壓區后，高壓區信號指示關閉。
?當鋼板尾部離開淬火機后，鋼板在淬火機內的信號關閉，不在淬火機內的信號將打開。
?淬火機信號全部關閉。淬火機工作停止，并處于“準備”狀態，等待下一張鋼板。