1、前言

TRACK跟蹤模型是L2系統(tǒng)中一個重要的組成部分，它的主要任務(wù)是對加熱爐內(nèi)和正在軋制的鋼板進(jìn)行物料跟蹤和數(shù)據(jù)處理，當(dāng)鋼板在軋機(jī)的某一位置時(shí)執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?。例如是激活道次?jì)算或者是開啟位置檢測等。同時(shí)TRACK模型也維護(hù)L2的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并且參與所有與跟蹤相關(guān)的操作輸入，例如取消一塊鋼板的跟蹤等。物料跟蹤的準(zhǔn)確性直接影響到整個二級系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

TRACK模型依據(jù)從L1接收到的信息進(jìn)行構(gòu)建，L1（一級過程自動化）是物料跟蹤的根本。為了更全面的解釋物料跟蹤模型，對相關(guān)數(shù)語進(jìn)行如下解釋：

⑴機(jī)架：這里指的是水平的機(jī)架，如粗軋機(jī)和精軋機(jī)。

⑵鋼坯/鋼板：物料開始軋制時(shí)間指的是第一個道次的開始。因此產(chǎn)品的上游過程就包括了煉鋼和加熱爐。當(dāng)?shù)谝粋€道次開始時(shí)，鋼板進(jìn)行軋制。

⑶軋制序列：是將要進(jìn)行的軋制命令順序。這個順序列表儲存在數(shù)據(jù)庫中，在軋制開始時(shí)，給定的鋼板如果要從軋制序列中移除要由操作工來進(jìn)行變更維護(hù)。

⑷道次：是指鋼板在水平機(jī)架中的往返運(yùn)動。其中不改變鋼板厚度的道次叫空道次。

⑸冷卻：在熱機(jī)軋制時(shí)，鋼板要進(jìn)行冷卻，也包括軋制前鋼坯的冷卻。

⑹基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，包括鋼坯尺寸、溫度、化學(xué)成分和成品鋼板的目標(biāo)數(shù)據(jù)，還有一些其它的軋制數(shù)據(jù)，如轉(zhuǎn)鋼次數(shù)、TM模式等。這些數(shù)據(jù)由道次計(jì)算得出。

⑺鋼板ID號::這是鋼板在L2系統(tǒng)中的唯一識別身份，格式為X-XXXXX-XXX.

⑻交接指令：在跟蹤模型中分配一張鋼板的ID號，并檢測鋼板的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2、TRACK模型的簡介

TRACK是在L2系統(tǒng)中可以單獨(dú)執(zhí)行的子過程，由L1的檢測信號進(jìn)行驅(qū)動，在相關(guān)的HMI中可以看到活動狀態(tài)。L1是跟蹤模型的管理器，TRACK模型通過L1提供的信息進(jìn)行增加。例如，L1不使用鋼板ID號，相反的它使用1－5的L1的ID號，并在L1的ID號和鋼板ID號之間建立連接。TRACK模型可以同時(shí)處理12張鋼板的數(shù)據(jù)，L1只能處理5張鋼板的數(shù)據(jù)。TRACK模型可以處理加熱爐內(nèi)的虛擬鋼板。

2.1鏡相

物料跟蹤模型是對軋機(jī)的一個跟蹤物體的鏡相，TRACK模型建立了一個可用的軋機(jī)鏡相。如：傳感器、跟蹤區(qū)域以及測量位置等。傳感器本身沒有跟蹤信息，它只是產(chǎn)生開/關(guān)信號。一般來講，傳感器觀察器有跟蹤信息，并且可以應(yīng)用傳感器信號執(zhí)行一個跟蹤功能。傳感器觀察器可以觀察一個或者多個傳感器，它可以執(zhí)行一個可者兩個開關(guān)信號。一個傳感器可以綁定多個傳感器觀察器，一個傳感器觀察器也可以綁定多個傳感器。

跟蹤模型定義了以下傳感器：熱金屬檢測器HMD（從出爐輥道開始一直到矯直機(jī)入口）、紅外測溫儀檢測開軋溫度、測厚儀、粗軋機(jī)機(jī)架、精軋機(jī)機(jī)架等。所有的傳感器的開/關(guān)由L1控制。

2.2跟蹤區(qū)域

跟蹤區(qū)域是軋機(jī)的一個物理區(qū)域，它是一組輥道、一個機(jī)架或者是加熱爐里的一個滑道分區(qū)、它是一個開始和結(jié)束位置，保留了鋼板在當(dāng)前這個區(qū)域的占用列表。跟蹤區(qū)域涵蓋了整個軋機(jī)區(qū)，從加熱爐到矯直機(jī)。

跟蹤區(qū)域是傳感器觀察器。它包含了跟蹤信息，可以分配一個特定鋼板的傳感器的開關(guān)信號，并且執(zhí)行合適的行動。鋼板在此區(qū)域內(nèi)的任何位置都可以進(jìn)行檢測元件的開/關(guān)操作，當(dāng)鋼板到達(dá)檢測元件時(shí)，會自動進(jìn)行測量的開啟。因此軋鋼產(chǎn)線從加熱爐到矯直機(jī)的所有的測量元件和跟蹤區(qū)域都能順利的檢測到鋼板的實(shí)際位置，并將運(yùn)行狀態(tài)顯示在HMI上供操作工識別和確認(rèn)。主要分為以下幾個跟蹤區(qū)域：

⑴入爐

加熱爐的入爐是爐內(nèi)特殊的跟蹤區(qū)域。入爐區(qū)域區(qū)域連接著一個完整的爐道。不同于普通的跟蹤區(qū)域，能夠連接在一起形成一個產(chǎn)線方向的鏈，所有的入爐區(qū)域在給定的爐道上都處于相同的位置，但是也連接在一起形成爐道的鋼坯布置圖。每一次的入爐在爐道內(nèi)修正一塊鋼坯。入爐和出爐時(shí)設(shè)定爐道己占用或者未被占用。入爐區(qū)域沒有檢測元件。

.⑵輥道控制和監(jiān)測

每一組輥道是跟蹤區(qū)域來修正，它主要依靠速度來判斷。由于輥道區(qū)域的跟蹤較為簡單，能夠執(zhí)行很小的跟蹤行為，眾多的輥道就能夠?qū)崿F(xiàn)客戶化的跟蹤行為。產(chǎn)線上的輥道區(qū)域進(jìn)行分工，執(zhí)行相應(yīng)的操作：

RE1：粗軋機(jī)前輥道。用于設(shè)定鋼坯的除鱗時(shí)間，并激活軋制表的計(jì)算。更新爐內(nèi)鋼坯布置圖，檢測當(dāng)前鋼坯的位置和鋼坯的溫度。

FE4：精軋機(jī)和粗軋機(jī)進(jìn)行交接的輥道。軋制表重新進(jìn)行道次計(jì)算。

FE1：精軋機(jī)前運(yùn)輸輥道。檢測元件工作告知鋼板己經(jīng)進(jìn)入，道次計(jì)算重新開始。

FX1：精軋機(jī)后輥道。檢測元件告知鋼板己經(jīng)離開精軋機(jī)，道次計(jì)算重新開始。

FX2：精軋機(jī)后測厚儀輥道。檢測到鋼板進(jìn)入測厚儀區(qū)域。

FX3至矯直機(jī)輥道：鋼板離開測厚儀區(qū)域后進(jìn)入ACC冷卻區(qū)域及矯直機(jī)區(qū)域。

⑶機(jī)架區(qū)域

機(jī)架區(qū)域是指正在軋制的軋機(jī)。它占用的只是一個位置而不是像其它區(qū)域那樣的一段長度。機(jī)架區(qū)域是當(dāng)前軋制的鋼板開始和結(jié)束時(shí)的速度匹配，同時(shí)也跟蹤機(jī)架是負(fù)載還是空載狀態(tài)，分為粗軋機(jī)機(jī)架和精軋機(jī)機(jī)架。

（圖1：物料跟蹤示意圖）

3、功能分析

L1中的物料跟蹤是TRACK模型的主要任務(wù)之一，然而在L2系統(tǒng)中它必須執(zhí)行特定的相關(guān)跟蹤功能。

3.1交接功能

交接是指在鋼板的跟蹤記錄結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建一個入口。只有在L2系統(tǒng)中進(jìn)行了交接，只有進(jìn)入到物料跟蹤中的鋼板才能夠進(jìn)行軋制。當(dāng)一塊鋼板己經(jīng)通過軋制進(jìn)行了交接，并且被L2系統(tǒng)處理過，它會一直保存在跟蹤目錄表中直到鋼板離開跟蹤區(qū)域、或者鋼板移除或者取消交接等。L2中定義了多種形式的交接：自動交接、手動交接、優(yōu)先交接、爐內(nèi)交接、虛擬交接等。具體功能描述如下：

3.1.1自動交接

這種模式是常用模式。下一塊鋼坯在軋制序列中自動交接，從L1中的跟蹤圖指示一塊新的鋼坯目前在出爐輥道上。在L2的HMI界面上，操作工能夠使用“自動交接”按鈕進(jìn)行操作。

如果TRACK模型不知道下一塊鋼坯是什么，它會標(biāo)記這塊鋼坯為“不識別”，在HMI上顯示為“I-don’t-know”。操作工應(yīng)該轉(zhuǎn)換為手動交接方式，這時(shí)自動交接不可用。

3.1.2優(yōu)先交接

如果在自動交接或者自動交接模式不可用時(shí)必須改變一塊鋼坯，可以使用優(yōu)先交接模式。在這塊鋼坯出爐之前，它的名字（鋼坯ID）己經(jīng)提示執(zhí)行了交接操作時(shí)，它可以給操作工充分的時(shí)間來進(jìn)行過程操作。優(yōu)先交接模式是操作工手動使用HMI上的交接對話框來實(shí)現(xiàn)的。

為了標(biāo)記這塊出爐的鋼坯己經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)先交接，此時(shí)鋼板的ID號在HMI上用高亮度背景表示。當(dāng)這塊鋼坯己經(jīng)出爐，這張鋼板的ID己經(jīng)從優(yōu)先模式交接分配到了一塊新鋼坯上，軋制繼續(xù)進(jìn)行無須間斷。

3.1.3手動交接

在自動交接不可用時(shí)，或者在執(zhí)行了一個“取消交接”過程后發(fā)生了軋制序列為空，則需要進(jìn)行手動交接。手動交接同優(yōu)先交接類似。它也是通過在HMI上的對話框由操作工手動執(zhí)行，在手動交接時(shí)，跟蹤時(shí)鋼板的ID號被分配為一個未知的鋼坯，在HMI上顯示為“I-don’t-know”。

3.1.4爐內(nèi)交接

當(dāng)一塊鋼坯運(yùn)行到爐道的前面位置時(shí)，爐內(nèi)交接自動初始化。這個交接的目的是執(zhí)行一個道次表的預(yù)計(jì)算，因此操作工能夠看到道次軋制表。它同時(shí)也提醒操作工不會對這塊鋼坯產(chǎn)生一個無效的軋制表。一旦鋼坯交接到了跟蹤記錄表中，它可能會要求操作工輸入鋼板工藝數(shù)據(jù)會影響到軋制表的計(jì)算。

3.1.5虛擬交接

有時(shí)候一塊己進(jìn)行了道次計(jì)算的鋼坯又被回爐了，就會執(zhí)行虛擬交接。操作工要在HMI上選擇虛擬對話框進(jìn)行操作，這塊鋼坯的道次計(jì)算會執(zhí)行。后面的虛擬交接會重寫先前的虛擬交接。

3.2撤消交接（回爐操作）

有時(shí)會發(fā)生錯誤的鋼坯自動交接的情況。原因可能是軋制序列是錯誤的，或者在加熱爐內(nèi)對錯誤的道次進(jìn)行了出鋼操作。操作工在“撤消交接”對話框中選中該鋼板的ID號，然后在HMI上界面上更改為“I-don’t-know”，操作工手動修正。當(dāng)撤消交接申請為優(yōu)先交接時(shí)，這塊鋼坯就從跟蹤目錄中移除了。

3.3跟蹤圖更新

跟蹤圖更新的功能是虛擬的物料跟蹤。L1系統(tǒng)每192ms發(fā)送更新的跟蹤圖和狀態(tài)信息。TRACK模型通過這個功能來更新自己的跟蹤圖和傳感器的檢測狀態(tài)信息及測量值來產(chǎn)生開/關(guān)信號。這些信號會驅(qū)動整個L2自動控制系統(tǒng)。很顯然，L1的這些周期信息是整個L2系統(tǒng)的中心。

3.3.1更新爐內(nèi)狀態(tài)和布置圖

每次RE1輥道傳感器打開觸發(fā)，意味著一塊新的鋼坯己經(jīng)通過了除鱗機(jī)，這時(shí)TRACK模型會發(fā)送L2_F2_RequestStatusTrackMap報(bào)文信息到FU_L2_StatusTrackMap中，L2中的爐內(nèi)圖就更新了。所有新鋼坯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從DS數(shù)據(jù)庫中讀取，并存儲在本地?cái)?shù)據(jù)庫中。每次執(zhí)行完裝爐或者出爐操作，

TRACK模型就會更新爐內(nèi)鋼坯布置圖，它從DS數(shù)據(jù)庫中讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并存儲在本地?cái)?shù)據(jù)庫中。TRACK模型將鋼坯移動到軋制序列開始的第一個位置，確定自動交接己經(jīng)讀取到正確的鋼坯信息后，發(fā)送通知給L1系統(tǒng)。

3.3.2跟蹤修正

如果HMD熱檢或者其它的跟蹤檢測傳感器發(fā)生故障，會造成跟蹤圖內(nèi)的鋼板位置和實(shí)際的位置不符的現(xiàn)象。在HMI上使用“跟蹤修正”對話框，操作工可以修正鋼板的位置，也能修正道次數(shù)。TRACK模型將這個修正傳送到L1，來更新跟蹤圖。

3.4清空跟蹤

在十分少見的情況下，有時(shí)必須完全重置跟蹤目錄，應(yīng)用清空跟蹤過程來實(shí)現(xiàn)。在跟蹤目錄表中的所有鋼板ID都會被清空。清空跟蹤過程在HMI上的跟蹤修正對話框中初始化，因?yàn)檫@個非常重要，需要操作工必須確認(rèn)這個行為。

3.5道次計(jì)算過程

一個與TRACK模型緊密相關(guān)的模型是PSC道次計(jì)算模型，PSC模型的啟用一般有以下指令或者事件的發(fā)生：⑴交接指令之后；⑵鋼坯除鱗后；⑶輥道FE4交接到精軋機(jī)；⑷鋼坯對中/鋼板到達(dá)精軋機(jī)前；⑸精軋機(jī)每個道次后；⑹測厚儀反饋后；⑺操作員激活；⑻請求L1的設(shè)定等。

根據(jù)TRACK模型確定的鋼板的位置，4個道次的過程計(jì)算被激活：⑴PSC1出爐之前；⑵PSC2精軋機(jī)第一道次之前；⑶PSC3在精軋機(jī)軋制中；⑷PSC4精軋機(jī)軋制后。道次計(jì)算完畢后，會發(fā)送報(bào)文給TRACK模型。如果發(fā)生錯誤，則會發(fā)送一個錯誤代碼和錯誤文本給操作者界面HMI。

（圖2：道次計(jì)算步驟流程圖）

4、小結(jié)

TRACK跟蹤模型在L2系統(tǒng)的控制中起到十分重要的作用，它對輥道速度的設(shè)定、檢測元件的靈敏度以及與L1一級自動控制系統(tǒng)的通訊連接都有較高的要求，了解主要功能及組成，可以更好的維護(hù)、優(yōu)化二級系統(tǒng)，保證模型的有效運(yùn)行。

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