九思易 寶鋼寬厚板火焰切割生產線的應用

◆項目簡介

鋼鐵行業流程長、環節多、工藝復雜，自動化技術應用十分廣泛，由于其應用的特殊性，對自動化產品的要求也異常苛刻。寶鋼是中國最具競爭力的鋼鐵企業，年產鋼能力2000萬噸左右，贏利水平居世界領先地位，產品暢銷國內外市場，其企業管理水平和生產自動化水平與國際先進企業水平接近。

寶鋼寬厚板火焰切割生產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。

隨著國民經濟和國內造船業的發展，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)”完成的監控系統功能先進、國際領先，之前僅有日本有類似系統，但據行業內的專家反映，該系統比日本的同類系統功能更為強大。

◆系統設計

　﹡ 系統設計的特點

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

3、帶溫鋼板切割。根據資料計算，長20米500攝氏度的鋼板冷卻至常溫后，其長度方向將縮小多達25毫米，本系統獨有的溫度監測和補償算法可以控制系統隨時調整切割路徑，從而保證了在熱切割的情況下冷卻后的產品滿足產品精度要求。

4、工序復雜。主要工序有：掃描鋼板輪廓、產品套料、切割路徑優化、自動切割控制、沖打出廠標記、任務上報等。

5、通信設備眾多。共有運動控制器、三菱QPLC、溫度測量、沖打設備等四種通信設備，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)”軟件的設備通信能力。

　﹡ 系統組成結構圖

圖1：系統組成結構圖

本系統采用分層設計，頂層為寶信公司提供的生產管理系統(L3系統)，負責訂單管理和生產任務調度管理；中間為九思易公司提供的中心計算機管理系統（CCC系統），負責任務解析、管理下屬切割機組（共5個切割機組）、分配切割任務以及任務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（NC系統），負責根據生產任務要求控制具體切割設備完成產品切割任務。

◆ 軟件系統完成的主要功能

CCC與NC系統之間采用先進的.Net Remoting通信技術，系統設計簡單穩定可靠，CCC可自動判定各NC系統在線情況，系統在線、離線可自動監測并自動完成相互間的通信任務。

NC系統采用“易控(INSPEC)”的IO通信模塊管理底層四種不同的通信設備。并采用專用控件完成與CCC系統的通信以及切割任務和鋼板管理工作。用戶可靈活配置底層通信設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，數據采集和控制穩定可靠。

　﹡系統主要功能如下：

1、接收上層L3系統根據用戶訂貨要求下傳的切割指令，并將切割指令經解析后轉換成相應的切割邏輯。

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

4、根據切割工藝要求和產品排版方式的不同，自動選擇不同的優化算法對產品切割路徑進行優化，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效率。

5、與火切機系統中的PLC軟件相配合，本軟件可以控制切割機頭按照預定切割路徑對鋼板進行切割，切割時可以調整切割速度、爬行速度、燃氣和切割氧混合比率等參數，切割中還可以執行暫停、回退、恢復等操作，以適應現場不同切割情況。

6.、可以控制多個機頭同時切割以提高生產效率。

7、切割中可自動將切割產生的廢邊切斷以滿足廢料傳送線的需求。

8、切割中可以實時監測鋼板溫度，并根據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品上沖打產品號、公司徽標、出廠日期、檢驗結果等文字和圖形信息。

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

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

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

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

圖2：切割控制界面

圖3：零點校正

◆總結

寶鋼寬厚板火焰切割機系統自2005年4月份交付寶鋼使用以來，5個火切機組在現場每天24小時不分晝夜運行，應用至今，系統運行穩定，未出現任何問題，得到寶鋼的一致好評。尤其是在系統交付初期系統調試期間，由于寬厚板廠的剪切機系統出現故障，不能投入運行，大量生產任務積壓到火切機系統完成，本系統的優良表現保證了生產任務的及時完成，從而贏得了用戶的信賴。用戶對該系統豐富的功能以及系統的穩定可靠性給予了極高的評價。鋼鐵行業因其應用的特殊性對自動化產品的要求異常苛刻，國外品牌一直占據著統治地位。“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域里的實力。