西門(mén)子自動(dòng)化控制系統(tǒng)HMI設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

 1、軋機(jī)標(biāo)定和機(jī)架磁滯測(cè)試

    軋機(jī)的標(biāo)定是保證軋機(jī)軋制質(zhì)量的基礎(chǔ)，軋機(jī)彈性測(cè)試和磁滯測(cè)試是保證軋機(jī)厚度控制以及設(shè)備安全的基礎(chǔ)，是十分重要的軋機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化的操作。下列圖片顯示粗軋機(jī)和精軋機(jī)機(jī)架的標(biāo)定次序和之后次序。標(biāo)定次序用于標(biāo)定壓下系統(tǒng)，在一定軋制力下（正常1000噸）設(shè)定輥縫到零位。之后測(cè)試用于測(cè)量軋機(jī)機(jī)架模數(shù)。數(shù)值發(fā)送到過(guò)程計(jì)算機(jī)用于優(yōu)化設(shè)定數(shù)據(jù)的計(jì)算。序列功能圖表（SFC），顯示完整標(biāo)定和滯后次序及目前狀態(tài)。在序列開(kāi)始后，各序列步驟由不同顏色來(lái)顯示。在軋機(jī)彈性測(cè)試期間，當(dāng)AGC油缸位置上升到目標(biāo)位置后回落，測(cè)量軋機(jī)力。在每個(gè)位置檢查軋制力的差別，可獲得軋機(jī)滯后的數(shù)值。

    在樹(shù)圖管理系統(tǒng)中（picture tree manager）分為粗軋機(jī)和精軋機(jī)兩部分，可以分別選擇不同的機(jī)架(mill stand)進(jìn)行操作。

    “粗軋機(jī)狀態(tài)”→“RM機(jī)架標(biāo)定”，“粗軋機(jī)狀態(tài)”→“RM機(jī)架磁滯測(cè)試”，

    “精軋機(jī)狀態(tài)”→“FM機(jī)架標(biāo)定”，“精軋機(jī)狀態(tài)”→“FM機(jī)架磁滯測(cè)試”。

    在MILL STAND的HMI界面監(jiān)控中，有七個(gè)功能模塊，可以選擇相應(yīng)的按鈕進(jìn)行功能操作。本圖選擇“標(biāo)定”按鈕后，會(huì)出現(xiàn)一下拉窗口，顯示標(biāo)定的序列控制，可以選擇“標(biāo)定”和“磁滯測(cè)試”的子功能，進(jìn)行相應(yīng)的操作。
 

    2、換輥HMI操作

    系統(tǒng)分別包含了工作輥手動(dòng)/自動(dòng)換輥和支承輥手動(dòng)換輥的HMI界面。在軋

    機(jī)操作臺(tái)的控制裝置和軋機(jī)旁就地控制臺(tái)用于控制和監(jiān)督換輥工作。所有WR/BUR機(jī)組由就地站控制和監(jiān)測(cè)。要顯示幾個(gè)屏幕，通知操作工換輥機(jī)組，換輥過(guò)程和自動(dòng)換輥次序（SFC）的狀態(tài)。換輥的操作分為三個(gè)大項(xiàng)，分別是支撐輥更換、限位開(kāi)關(guān)狀態(tài)和工作輥更換。

    在HMI的機(jī)架一覽表中，可以選擇不同的功能塊以及相應(yīng)的輔助設(shè)備的操作，分層管理原則如下示意圖：
 

    2.1、屏幕設(shè)計(jì)

    換輥操作有以下5個(gè)子菜單屏幕：

    1)圖片總覽表：工作輥換輥和支撐輥換輥的總體概況表。

    2)子畫(huà)面操作：每個(gè)軋機(jī)機(jī)架使用相應(yīng)子畫(huà)面來(lái)顯示。一個(gè)界面可顯示3個(gè)子畫(huà)面。

    3)限位開(kāi)關(guān)：重要限位開(kāi)關(guān)狀態(tài)將顯示在該屏幕上，可對(duì)限位開(kāi)關(guān)操縱（強(qiáng)制/重置實(shí)際限位開(kāi)關(guān)狀態(tài)）。

    4)更換支承輥：?jiǎn)蝹€(gè)支承輥更換步驟的次序描述，并跳到相應(yīng)軋機(jī)機(jī)架子畫(huà)面圖形上顯示。支承輥更換序列需手動(dòng)運(yùn)行。

    5)更換工作輥：按SFC計(jì)劃，通知自動(dòng)換輥程序的實(shí)際狀態(tài)。

    2.2、圖片總覽表

    所有換輥機(jī)架都顯示在該屏幕上?？梢酝ㄟ^(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或使用S12，S13和S14鍵來(lái)選擇相應(yīng)詳細(xì)圖片。上圖顯示精軋機(jī)機(jī)架的換輥屏幕。操作狀態(tài)有五種：Rolling mode軋制模式、manual mode手動(dòng)模式、automatic ready自動(dòng)準(zhǔn)備、prepare ready準(zhǔn)備就緒、unlocked未鎖狀態(tài)等。

    2.3、限位開(kāi)關(guān)的操控

    限位開(kāi)關(guān)的操控也有專門(mén)的操作HMI界面，可見(jiàn)所有相關(guān)限位開(kāi)關(guān)和它們實(shí)際狀態(tài)。如果在換輥的序列執(zhí)行過(guò)程中，某些裝置的限位開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作或者無(wú)信號(hào)反饋，HMI界面上會(huì)將相應(yīng)的符號(hào)改變顏色到紅色，表示出現(xiàn)了錯(cuò)誤，給出報(bào)警信息。操作工可以通過(guò)操縱功能鍵來(lái)改變限位開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 

 2.4、自動(dòng)更換工作輥

    選擇自動(dòng)更換工作輥WR序列，分為三部分：系統(tǒng)準(zhǔn)備、移除、更換

    2.4.1、自動(dòng)序列的控制

    自動(dòng)序列的控制包括實(shí)施步驟，即要處理的行為和轉(zhuǎn)換繼續(xù)下一步驟的狀況等兩部分，通過(guò)反饋信號(hào)測(cè)試出它們當(dāng)前的狀態(tài)。

    2.4.1.1、步驟確認(rèn)

    如果繼續(xù)執(zhí)行換輥序列需要操作工的確認(rèn)，將顯示黃色文本“操作工請(qǐng)求”。

    通過(guò)點(diǎn)擊機(jī)架選擇圖片中的F2確認(rèn)鍵，或者在序列圖片中的F8確認(rèn)鍵，或點(diǎn)擊符號(hào)“C”，可以繼續(xù)自動(dòng)換輥的操作次序。

    2.4.1.2、請(qǐng)求軋輥數(shù)據(jù)

    在自動(dòng)換輥時(shí)或者手動(dòng)換輥時(shí)，首先要向二級(jí)服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)報(bào)文通訊，即“請(qǐng)求發(fā)送軋輥數(shù)據(jù)”申請(qǐng)，要求二級(jí)傳送軋輥的數(shù)據(jù)到HMI服務(wù)器，數(shù)據(jù)傳送到HMI后，操作工首先要查驗(yàn)所要求數(shù)據(jù)的種類，無(wú)誤后按下OK鍵確認(rèn)接收。當(dāng)然，操作工也可以手動(dòng)輸入軋輥的數(shù)據(jù)信息。
 

    2.4.2、手動(dòng)更換支承輥

    支撐輥的更換是在手動(dòng)模式下進(jìn)行的。在HMI界面中會(huì)顯示中手動(dòng)更換支承輥的步驟細(xì)則。如下圖所示，左部分屏幕用于移除支撐輥，右部分用于更換程序。操作工可以根據(jù)信息提示進(jìn)行換輥的操作，但系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)執(zhí)行序列。也就是說(shuō)，這些圖片中的序列是文本，不是控制序列。

    3、軋機(jī)區(qū)域的狀態(tài)診斷

    軋機(jī)區(qū)域診斷的目的是監(jiān)測(cè)所有的設(shè)備狀態(tài)和通訊狀態(tài)是否于正常的工作位置，在HMI上會(huì)有相關(guān)的監(jiān)控信息及顏色報(bào)警提示，操作工可以根據(jù)顏色的不同和報(bào)警信息及時(shí)的掌握設(shè)備狀態(tài)和軋制狀態(tài)，在必要要采取安全保護(hù)措施，如操作“急停”開(kāi)關(guān)等以保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備的安全運(yùn)行。

    3.1、通信狀態(tài)

    通訊狀態(tài)界面用圖像直觀的顯示出可視操作系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動(dòng)化錯(cuò)誤信息。

    顯像服務(wù)器和西門(mén)子自動(dòng)化單元，帶CPU和CP的TDC和PCS7模塊單元被檢測(cè)，顯示每個(gè)單元的名稱和狀態(tài)。

    3.2、Profibus診斷

    診斷可以通過(guò)點(diǎn)擊通信狀態(tài)屏幕上的Profibus模式開(kāi)始。根據(jù)屏幕，操作工可以對(duì)線上所控制的所有ET200站進(jìn)行監(jiān)控，如下圖所示RM機(jī)架通訊狀態(tài)，維護(hù)人員可以及時(shí)的觀察到，進(jìn)行有效的維護(hù)。

    3.3、軋機(jī)狀態(tài)診斷-準(zhǔn)備開(kāi)始軋制

    下列圖片顯示軋機(jī)不同部分和裝置準(zhǔn)備開(kāi)始軋制的狀態(tài)。根據(jù)屏幕，操作工對(duì)軋機(jī)有個(gè)全面的了解。可以決定軋機(jī)哪部分或裝置未準(zhǔn)備好軋制。如果所有軋機(jī)部分和裝置顯示綠色狀態(tài)，那么軋機(jī)準(zhǔn)備接收鋼板。 

    當(dāng)軋機(jī)部分或裝置顯示紅色狀態(tài)時(shí)，通過(guò)點(diǎn)擊紅色圓周可以顯示詳細(xì)信息，即會(huì)彈出一個(gè)窗口，給出詳細(xì)信息的說(shuō)明。

    4、小結(jié)

    本文主要是詳細(xì)介紹了標(biāo)定、換輥、診斷等HMI操作界面的設(shè)計(jì)和功能，西門(mén)子在HMI的設(shè)計(jì)中應(yīng)用了大量的WINCC圖像設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大，而且與HMI與PLC，HMI與二級(jí)的通訊也做的十分的細(xì)致，滿足了大量數(shù)據(jù)的傳輸和圖形的監(jiān)控，起到直接操作現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行，數(shù)據(jù)管理共享的目的。