автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Комплекс аппаратно-программных средств для сбора, хранения, обработки и отображения информации о работе электроприборов и ходе технологических процессов

г! ^

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

ДАНИЛОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ

КОМПЛЕКС А1ШАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ СВОРА. ХРАНЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О РАБОТЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И ХОДЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1986

Работа выполнена на кафедре Автоматизированного электропривода Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель - кандидат технических наук, старший

научный сотрудник Азаров Б. Я

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Филатов А. С.

кандидат технических наук Самойленко К Я

Ведущее предприятие - Карагандинский металлургический

комбинат

Защита состоится " 21 " апреля 1995 г. в 14 час. 00 мин. в аудитории М-214 на заседании Диссертационного Совета К-053.16. 06 в Московском энергетическом институте, адрес: 105835, ГСП, Москва, Е-250, ул. Красноказарменная, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института.

Автореферат разослан " '5 " марта 1995 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета К-053.16.06.

к. т. н. , доц. — АНЧаР°Ва Т'К

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ.

Для сложных технологических процессов, в которых используют-я многосвязные регулируемые электропривода, использовние средств иагностики повволяет повысить надежность работы электрооборудо-ания, уменьшить число отказов, и в конечном счете повысить роизводительность. Требования к системам диагностики постоянно эвышаются: такие системы должны давать возможность зафиксиро-зть процессы, происходящие в электроприводе, сохранить эти про-ессы, дать воэможностьих детально их проанализировать и провес-и необходимую статистическую обработку. Понятно, что решать та-ие задачи бее использования микропроцессорных средств невозмож-э. Необходим контроллер сбора информации с достаточной произво-ительностью и большим объемом оперативной памяти, а также ПЭВМ ила 1ВМ - АТ для решения сервисных задач.

. В металлургическом производстве электропривода листовых и об-кмных станов работают в напряженном режиме, зачастую с предельны-и нагрузками и отказ оборудования может приводить к тяжелым ава-иям. На этих станах средства диагностики просто необходимы. Они элжны обеспечить для электрослуай стана фиксацию процессов в лектроприводах, возможность визуализации и оперативного анализа.

Подобрать необходимый контроллер сбора информации отечествен-эго или импортного производства для решения конкретной задачи в астоящее время не представляет сложности. Создание ПО для такого энтроллера - это специфичная задача, которая целиков зависит от собенностей исследуемого объекта Поэтому эти задачи освещается работе кратко,насколько это касается систем диагностики, предс-авленных в работе. В работе основное внимание уделено программно-у обеспечению верхнего уровня, которое обеспечивает решение боге универсальных задач хранения, отображения, анализа и статисти-эской обработки "осциллограмм" технологических процессов в лектроприводах.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит в разработке универсального программного беспечения микропроцессорных систем диагностики для электроприво-ов сложных технологических объектов. Оля достижения указанной це-и в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ микропроцессорных систем диагностики электроприво-ов и их классификация по аппаратной и программной реализации;

2. Разработка основных понятий ПО систем диагностики со сбо ром информации в реальном времени:

3. Разработка управляющих программ для работы,с банками ин формационных файлов, описателей хранимой и выводимой информации;

4. Разработка управляющих программ для анализа и просмотр осциллограмм технологических процессов; предложена программна среда (ПС) "Диагностика" в качестве оболочки управляющих програм

Б. Разработано ПО систем диагностики центральной части сля бинга 1150 Карагандинского металлургического комбината и листово го стана 1700 Мариупольского металлургического комбината.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы определяется тем, что в ней:

1. Проведен анализ особенностей построения микропроцессорны систем диагностики, использующих фиксацию процессов в реально времени.

2. Для универсального решения задач хранения, отбражения анализа и статистической обработки осциллограмм процессов, сняты с электроприводов, предложена реализация специализированной баз данных осциллограмм технологических процессов (БД ОТП) и сне тем управления этой базой.

3. Обоснованы основные новые понятия, необходимые для работ с БД ОТП, такие как: первичный информационный файл, стандартны информационный файл, файл-описатель хранимой информации (форма хранения), файл-описатель выводимой информации (формат вывода) номер и тип эксперимента и ряд других.

4. Предложен программный пакет, использование которого поз воляет существенно (в несколько раз) уменьшить время раэработк ПО микропроцессорных систем диагностики на верхнем уровне.

Использование разработанного ПО возможно и ввиде программно среды "Диагностика", что позволяет дополнительно снизить пользов тельские затраты на разработку ПО систем диагностики. При исполь зовании ПС ПО систем диагностики может создаваться пользователям имеющими минимальные навыки программирования.

5. В рамках ПС создана управляющая программа "отображения анализа осциллограмм технологических процессов", которая адапти рована на решение задач анализа работы сложных вэаимосвязных сис тем электроприводов. Предложена многоуровневая система поиска ну; ного информационного файла. Разработаны управляющие программы дл! работы с форматами вывода и хранения.

6. На базе ПС "Диагностика" разработано программное обеспе

- б -

л ле системы диагностики работы электроприводов листового стана •орячей прокатки 1700 МарМК. Разработано ПО для анализа работы »лектроприводов механизмов центральной части слябинга КарМК.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ.

Раэработала универсальная ПС, которая позволяет создавать ПО :кстем диагностики электроприводов сложных технологических объекта и может быть использована для анализа работы электроприводов >азличного типа

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты работы использованы при совдании системы диагнос-•ики на листовом стане 1700 Мариупольского металлургического ком->""*та и системы диагностики центральной части слябинга 1150 Ка-»агандинского металлургического комбината.

Результаты и выводы данной работы могут быть полезны при >аэработке систем диагностики сложных технологических объектов с большим количеством электроприводов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения работы докладывались на 1аседании кафедры Автоматизированного электропривода Московского шергетического института в октябре 1994 года

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертационной работы опубликова-ю две печатные работы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЕ

Диссертационная работа состоит ив четырех глав, заключения, ¡писка литературы ив наименований и одного приложения. Общий >бъем диссертации составляет страниц: страниц основного •екста, рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится классификация микропроцессорных ¡истем диагностики по принципу сбора информации и по принципу ис-юлнения их аппаратной части, обосновываются основные задачи, ре-гаемые системами диагностики.

По принципу сбора информации микропроцессорные системы диаг-юстики делятся на системы со сбором интегральных параметров, :истемы с запоминанием процесса в реальном времени или комбиниро->анныё.

Ш принципу исполнения аппаратной части можно выделить систе-«ы диагностики, у которых МКСИ выполнен ввиде платы, встраиваемой ^посредственно в ПЭВМ и системы с выносным МКСИ.

Для диагностики сложных технологических объектов, особенно объектов с большим количеством электроприводов, больше подходят системы выполненные на базе выносного МКСИ, соединенного с ПЭВМ по последовательному каналу связи.

В главе приводится базовая структура аппаратной части микропроцессорной системы диагностики на базе выносного МКСИ. В качестве примера реализации такого контроллера, ориентированного на решение задач диагностики и управления электроприводами, приводится МКСИ 1п1е1-ой линии, разработанный на кафедре АЭП МЭИ. На его базе были выполнены системы диагностики, представленные далее в работе. Даны основные характеристики этого контроллера. Обосновываны задачи, которые должна решать система диагностики:

1) сбор информации с объекта;

2) передача информации о процессах, происходящих в электроприводе (далее для краткости "осциллограмм") от МКСИ в ПЭВМ;

3) отображение собранных "осциллограмм";

4) анализ выведенных "осциллограмм";

5) статистическая обработка;

6) хранение собранных осциллограмм с возможностью удобного доступ

Первые две задачи для каждой системы диагностики являются уникальными и требуют специальных технических и программных средств в зависимости от конкретного технологического объекта.

Поэтому в данной диссертационной работе основное внимание посвящено решению задач 3 - б: предлагается универсальное ПО вви-де разработанной программной среды (ГО "Диагностика").

ПС настраивается на заданный технологический объект, и после этого может использоваться для анализа процессов происходящих на нем. По нашим оценкам, в случае применения разработанной ПС затраты на разработку программного обеспечения всей системы диагностики могут уменьшаться в несколько раз.

Во второй главе перечислены основные задачи, решаемые ПС "Диагностика", описывается ее обшдя структура. Вводятся основные понятия, используемые при работе в ПС "Диагностика". ПС "ДИАГНОСТИКА" предназначена для:

- хранения собранной информации в виде банка "осциллограмм" (с

обеспечением средств удобного поиска ранее снятых процессов);

- просмотра и анализа выбранных процессов;

- проведения статистической обработки выбранных сигналов на

- 7 -

выделенных временных участках. Введены еледующие основные понятия:

ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ФАЙЛ. Создается в результате работы МКСИ. Структура первичных информационных файлов может быть произвольной. ПС никаких требований на первичные информационные файлы не накладывает.

ТИП ЭКСПЕРИМЕНТА. ГО "Диагностика" в общем случае может работать с различными объектами, с различным набором информационных сигналов. В этом случае говорят о различных типах эксперимента. Тип эксперимента идентифицируется числом от 0 до 99. он скрыт от пользователя.

НОМЕР ЭКСПЕРИМЕНТА. При подключении в программную среду нового информационного файла этому файлу (данного типа эксперимента) автоматически присваивается очередной номер от 0 до 999, который называется номером эксперимента Нэмер эксперимента так же скрыт от пользователя.

СТАНДАРТНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ФАЙЛ. ГО работает только с информационными файлами стандартного формата и накладывает жесткие требования на их структуру. При установке ГО на новый объект создается уникальная программа преобразования первичных информационных файлов к стандартному виду. В дальнейшем она автоматически запускается при подключении нового информационного файла в среду.

ФАЙЛЫ-ОПИСАТЕЛИ ХРАНИМОЙ ИНФОРМАЦИИ. Каждому типу эксперимента в программной среде ставится в соответствие один файл-описатель хранимой информации, в котором определяется формат хранения собираемой информации.

ФАЙЛЫ-ОПИСАТЕЛИ ВЫВОДИМОЙ ИНФОРМАЦИИ. Ц?и отображении временных процессов на экране монитора в большинстве случаев будет нецелесообразно выводить на экран графики оразу всех хранимых сигналов. ГО дает возможность подобрать необходимый набор сигналов, задать место их расположения на экране, масштаб, временную развертку и т. д., т. е. создать формат вывода. Для одного типа эксперимента (одного файла-описателя хранимой информации) может быть сформировано значительное количество форматов вывода.

На рисунке 1 представлены основные банки данных, входящие в ГО: банк стандартных информационных файлов, банк описателей хранимой информация, банк описателей выводимой информации.

Все стандартные информационные файлы.' подключенные в ГО, объединяются в банк стандартных информационных файлов. Стандарт-

Банк описателейI хранимой информа-

Банк стандартных информационных ' файлов

г stfOOOOO. dat stfOOOOl. dat stf00002. dat

L stfOÖnnn. dat J stf01000.dat stf01001.dat stf01002. dat

stfOlnnn! dat

г stfkkoöo! dät п

stfkk001.dat stfkk002. dat

stfkknnn. dat

Банк описателей выводимой информации

<—>

г viewOOOO. inf viewOOOl. inf view0002. inf

viewOOmm. inf viewOlOO. inf viewOlOl. inf view0102. inf

viewOlmn. inf

viewkköo! inf viewkkOl. inf viewkk02. inf

viewkkim inf

Рис. 1. Основные банки файлов в 1Ю

ные информационные файлы отсортированы по типам эксперимента. Стандартный информационный файл имеет четко определенное имя: STFnnmm DAT, где nn - тип эксперимента,

mmm - номер эксперимента Файлы-описатели хранимой информации (форматы хранения) объединяются в банк описателей хранимой информации. При выборе из банка стандартных информационных файлов нужного информационного файла ПС автоматически выбирает соответствующий ему файл-описатель хранимой информации. Файл-описатель хранимой информации имеет четко определенное имя:

SAVnn. INF, где nn - тип эксперимента. После выбора из банка стандартных информационных файлов нужного информационного файла, пользователю предоставляется возможность выбрать ранее созданный файл-описатель выводимой информации (относящийся к соответствующему типу эксперимента). Модно создать новый формат вывода, который автоматически подключится к банку файлов описателей выводимой информации.

■ Для удобства поиска нужного файла-описателя выводимой информации каждый формат вывода идентифицируется текстовой строкой из 64 символов. Файл-описатель выводимой информации имеет четко определенное имя:

VIEWnnkk. INF, где nn - тип эксперимента,

kk - номер формата вывода

В диссертационной работе представлены структуры стандартных информационных файлов, файлов-описателей хранимой информации и файлов-описателей выводимой информации с примерами этих файлов для системы диагностики Карагандинского слябинга

В третьей главе рассматриваются основные управляющие программы ПС ''Диагностика" и алгоритм! их работы.

Разработанное программное обеспечение для систем диагностики можно использовать как программный пакет или как программную среду. В первом олучае могут использоваться отдельные управляющие программ* и "встраиваться" в разрабатываемое программное обеспечение. Во втором случае управляющие программ запускаются автоматически ив главного меню среды.

В диссертационной работе приведен детальный алгоритм работы пользователя с программной средой (рекомендуемые действия пользователя в различных ситуациях и реакция ПС на них).

УПРАВЛЯВШИЕ ПРОГРАММЫ. Программа главного меню среды MAINKENU. ЕХЕ является корнем всей программой среды, ив нее запускаются все остальные управляющие программы.

Щюгрвмма FINDFILE. ЕХЕ предназначена для выбора нужного информационного файла (or становится текущим). В качестве параметров поиска информационного файла могут задаваться:

- год проведения эксперимента;

- месяц проведения эксперимента;

- день проведения эксперимента;

- текстовое поле выбора 1;

- текстовое поле выбора 2.

Поиск информационного файла может осуществляться как по всем параметрам поиска, заданным в любой последовательности, так и по июбому ив них, причем остальные параметры поиска по желанию пользователя могут опускаться.

Для создания и корррекции форматов вывода в программной сре-це используется программа MAKE_FV. ЕХЕ. Новые форматы вывода могут создаваться как на базе ранее созданных, так и полностью заново.

Для поиска нужного формата вывода используется программа 71NDJFV. ЕХЕ.

Для вывода осциллограмм технологических процессов на экран ТЭВМ и дальнейвего их анализа используется программа GRAF 1С. ЕХЕ.

Рис. 2 иллюстрирует работу программы GRAFIC. ЕХЕ для информа-

ционного файла, снятого на слябинге Карагандинского металлургического комбината. Показан 5-й проход цикла трехслитковой прокатки. В этом проходе сработала предварительная токовая защита электроприводов двигателей вертикальных валков (логический сигнал РПЗ-В). Utop,Itop - напряжение и ток двигателя верхнего горизонтального валка, Uleft, Heft - напряжение и ток двигателя левого вертикаль ного валка. DP - величина раствора валков.

Графический экран разделен на 3 поля: поле вывода графиков; поле мнемонических обозначений выводимых сигналов и информационное поле. В поле вывода графиков может быть представлено одновременно до 20 сигналов. Элементами этого поля являются: вертикальный (временной) курсор, горизонтальный курсор и временная метка. Вертикальный или временной курсор (вертикальная пунктирная линия) может перемещаться по экрану влево или вправо с помощью клавиш "Right", "Left". Временной курсор фиксирует мгновенное время относительно начала эксперимента, которое отображается в информационном поле ("Время"). Горизонтальный курсор (горизонтальная пунктирная линия) может быть связан с одним из выведенных сигналов и фиксирует уровень этого сигнала в физических единицах. Это значение отображается в информационном поле. Горизонтальный курсор перемешается вверх или вниз при нажатии клавиш "Up", "Doun" только в пределах заданной полосы вывода сигнала. Временная метка (вертикальная сплошная линия) может устанавливаться пользователем в любом месте осциллограммы. В информационном поле отображается значение временного интервала между меткой и временным курсором ("Тк-Тм").

В левом поле на графическом экране выводятся мнемонические обозначения (имена) тех сигналов, осциллограммы которых представлены на экране. Около имени сигнала, с которым связан горизонтальный. курсор, устанавливается указатель.

Информационное поле содержит следующую информацию: имя сигнала, с которым в данный момент времени связан горизонтальный курсор, и уровень этого сигнала; "Тн" - время, которое соответствует левой границе текущего экрана; "Тэ" - длительность полного экрана; "Время" - положение временного курсора; "Тк-Тм" - выделенный временной интервал; "Тэксп." - длительность всего снятого процесса.

В формате вывода пользователь может выбрать для каждого сигнала один из 8 возможных цветов и полосу его вывода. Границы полосы вывода сигнала могут задаваться произвольно: полоса вывода сиг-

- и -

hop 1074.32 Л Boma 5КМ0.00 «с Ги 40000.00 m Т.-Тт 43Í0.00 «с Т»_20000 мс_Тжсп. 218080.00 мс

Рио. 2.

Itop 1074.S2 i Вит 52тЯмс Ги 47480.00 нр Т«-Тм 4444.72 m Т»_бЭД мо_Тисп. 219060.00 ме

Рис. 3.

нала может занимать весь экран (сигнал раствора валков DP) или заданную часть экрана. Полосы для вывода разных сигналов могут совпадать или накладываться друг на друга (сигналы Uleft, lieft на рис. 2).

Наиболее удобный способ изменить временную развертку на экране - это выделить временным курсором и меткой нужный участок и растянуть его на весь экран. Так на рис. 2. был выделен участок срабатывания предварительной токовой защиты двигателей вертикальных валков. Он был растянут на весь экран (рис. 3). Видно, что в результате срабатывания зашиты по пику тока lieft, было сброшено задание на скорость, привода были остановлены и дальнейший их разгон стал возможен только после снятия сигнала зашиты.

Управление экраном может осуществляться через рабочее меню или "горячими клавишами".

Пользователю предоставляются широкие возможности по анализу выведенных осциллограмм. По осциллограммам можно передвигаться как в прямом, так и в обратном направлении, можно произвольно устанавливать начало экрана в любом месте осциллограммы и менять временную развертку. В соответствии с положением временного курсора могут быть выведены мгновенные значения всех представленных сигналов. Выведенные на экране осциллограммы могут быть отпечатаны на принтере в двух различных форматах.

На выделенном участке осциллограмм можно провести статистическую обработку сигналов: найти минимальное и максимальное значение сигнала на выделенном участке; среднее значение сигнала-, дисперсию; для двух выделенных сигналов можно найти коэффициент их взаимной корреляции. В ПС предусмотрено подключение дополнительных программ статистической обработки, разработанных по вака-зу пользователя.

Четвертая глава посвящена практическому использованию ПС на Карагандинском слябинге и Мариупольском листовом стане.

На слябинге КарМК ПС использовалась для анализа работы электроприводов центральной части стана. В состав оборудования центральной части слябинга входят две пары валков: горизонтальные для основного обжатия слитка по толщине (ГВ) и вертикальные для снятия уширений (ВВ); нажимные устройства вертикальных (НУВВ) и горизонтальных валков (НУГВ) (см. рис. 4).

Прокатка металла осуществляется путем последовательного обжа-

Рис. 4.

тия слитка горизонтальными и вертикальными валками. После окончания очередного прохода верхний горизонтальный валок опускается нажимными устройствами ГВ, главные привода реверсируются и прокатка продолжается в следующем проходе в обратном направлении.

ПС была настроена на диагностику электроприводов Карагандинского слябинга, т. е. был создан файл-ошгсатель хранимой информации; программа преобразования первичных информационных файлов в стандартные; подготовлен банк файлов-описателей выводимой информации.

Оэльауясь вовмоягастямя ПС,детально исолэдовались происходившие на Карагандинском слябинге процесса 6 диссертационной работе подробно рассмотрены осциллограыш двухслитковой и трехслитковой прокатки на слябинге КарНН. С помодью стандартной статистической обработки, входяоэй в базовую часть ГО, для них был проведен анализ режимов обгатий.

Были равработаны и подключены в ГО программы специальной статистической обработки: программа анализа тепловой загрузки главных электроприводов центральной части слябинга и программа оценки согласованности роботы горизонтальных и вертикальных валков.

В выполненных ранее на кафедре АЗП работах (на слябинге ШК) было показано, что: тепловую эагрузку прокатных двигателей можно определять по методу эквивалентного тока; при этом потери в якор-

ной цепи прокатных двигателей целесообразно оценивать на основе информации об эквивалентном токе за цикл прокатки (1скц); при расчете среднеквадратичного тока период измерения и запоминания мгновенных значений токов двигателей должна быть не более 50 мс; начало и конец цикла прокатки выделяются по моменту развода нажимных устройств горизонтальных валков. На этом интервале среднеквадратичный ток за цикл прокатки вычисляется по формуле:

Это значение является характеристикой "теплового импульса", который получают двигатели за цикл прокатки (одного, двух или трех слитков).

Значение среднего тока ва цикл прокатки:

1сц-Г1 Ii I /Nm,

где Ii - мгновенное значение тока при нахождении металла в валках;

Nm - количество точек, снятых при нахождении металла в валках.

Значение среднего тока за цикл прокатки характеризует интенсивность обжатий, т. к. на величину 1ск паузы в прокатке не оказывают влияния.

Оценить загруэку привода в данном цикле прокатки позволяет также параметр Тм Z относительного времени нахождения металла в валках. Тм % - (Тм/Тц)*100.

Для того,чтобы непрерывно контролировать текущий нагрев двигателей во время прокатки,вводится понятие текущего значения эквивалентного тока 1эт. Его значение корректируется после каждого цикла прокатки.

l3T(i+l)- 1ЭТ1+( 1СКЦЫ -l3Ti)*t/TH, где 1этi - текущее значение эквивалентного тока после i-ro цикла прокатки;

1эт( i+1) - текущее значение эквивалентного тока после i+1 цикла прокатки;

1скц1+( - величина среднеквадратичного тока за i+1 цикл прокатки;

t - время i+1 цикла прокатки;

Тн - постоянная нагрева якоря двигателя.

Указанные соотношения использованы в алгоритме программы спе-

П - мгновенное значение тока; N - количество измерений за цикл прокатки.

ц:- . ьной статистики для анализа тепловой загруэки электроприводов.

Раэработана программа специальной статистики для оценки согласованности работы горизонтальных и вертикальных валков. Рассогласование скоростей горизонтальных и вертикальных валков приводит к увеличению нагрузок на двигатели и механическое оборудование стана. Критерием идеального согласования приводов вертикальных и горизонтальных валков является отсутствие, подпоров и натяжений при совместной прокатке в обоих парах валков. Фиксировать наличие отклонений от идеального согласования можно на основе разницы д1-1с. ср. совм. -1с. ср. раэд., где 1с. ср. совм. - среднее значение статического тока двигателя ВВ на участке совместной прокатки; 1с. ср. разд. - среднее значение статического тока двигателя ВВ на участке раздельной прокатки.

В главе 4 приведен упрощенный алгоритм программы специальной статистической обработки для исследования согласованной работы горизонтальных и вертикальных валков. Программа выделяет участки совместной и раздельной прокатки. В каждом иэ проходов вычисляется значение д1. Знак этого рассогласования свидетельствует о наличии подпора или натяпзния. По результатам обработки цикла прокатки выдается таблица <д11> и средние значения д1 отдельно по четным и нечетным проходам.

В данной главе представлено программное обеспечение системы диагностики Мариупольского листового стана горячей прокатки; описано место ПС "Диагностика" в программном обеспечении и ее взаимодействие с другими программами.

Црокатка полосы ведется сначала в шести клетях черновой группы, а затем в сести клетях чистовой группы. Этапы прокатки в чистовой группе: последовательный вахват полосы валками 6-10 клетей; совместная прокатка в клетях; последовательный выброс полосы иэ 6 - 10 клетей.

Информация о работе черновых и чистовых клетей заводится в микропроцессорную систему через датчики гальванической развязки. С черновых клетей снимается информация по мгновенным значениям мощностей двигателей, а с чистовых клетей - по напряжению и токам. С системы управления приводами клетей в микропроцессорную систему заводится значительное количество логических сигналов защит и блокировок. Система диагностики обеспечивает аварийный и текущий контроль за работой стана Она дает пользователю большие сервисные возможности:

1. Автоматически включается система аварийного осциллографирова-ния при обнаружении аварийной ситуации. При этом обеспечивается запоминание 48 аналоговых и 32 логических сигналов за 38 секунд до аварии и 4 секунды после. Таким образом обеспечивается запоминание предыстории аварийной ситуации.

2. Оператор может запросить отображение на экране монитора текущего процесса при сохранении всех остальных функций системы и по его запросу текущий процесс может быть сохранен аналогично пункту 1.

3. Может быть задан режим выборочного "осциллографирования". Оператор в диалоговом режиме выбирает интересующие его сигналы (от 1 до 6). Время сохранения информации о работе стана в этом случае увеличивается (например, для 6 сигналов информация о работе стана сохраняется эа 6 минут).

Структура ПО показана на рисунке 5.

По системы диагностики можно разделить на две части: ПО МКСИ и ПО ПЭВМ. ПО МКСИ включает в себя: подпрограмму сбора информации с объекта (getsig.exe), фоновую программу (mmk2.exe) и драйвер ввода/вывода (io.exe). При запуске системы диагностики вышеуказанные программы закачиваются в МКСИ из ПЭВМ по последовательному каналу. Программа сбора информации с объекта (getsig.exe) обеспечивает сбор информации по прерываниям от таймера (int_timel (10 мс) и int_time2 (20 мс)) и записывает собранные данные в буфер принимаемой информации (БПИ). Фоновая программа (mmk2.exe) считывает информацию из буфера БПИ, производит ее первичную обработку и записывает ее на квазидиск. Квазидиск объемом 128 КБайт статической памяти реализован в МКСИ и обеспечивает согласование между быстрым сбором информации и медленной передачей ее из МКСИ в ПЭВМ. Запись на квазидиск происходит по замкнутому циклу без остановки, за счет этого всегда можно вернуться к предыстории аварийного процесса. Драйвер io. ехе включается по прерываниям контроллера приемопередатчика последовательного порта. Он поддерживает протокол связи с ПЭВМ по последовательному каналу, осуществляет передачу снятой информации с объекта в ПЭВМ и принимает управляющие сигналы от ПЭВМ. Приемо/передача в МКСИ идет через буфер ввода/вывода (БВВ) по прерываниям последовательного канала int_jo.

Ш ПЭВМ состоит из резидентного драйвера (mr. ехе), ПС "Диагностика" и управляющей программы (mmkl.exe), которая была подключена в ПС и может вызываться ив главного меню ПС.

J

рис-

ПЭВМ

№ I« «6 la kM la

la uiG la va to K/ilO

la «6 Th

r>

2.00 IcA 0.00 ns 38510 nc

£

Brno 19270.00 rt Tk-TM 19270.00 n TiKcn. 38510.00 us

1

PHC. 6.

la «/i6

la K/C

la K/fl

la u<3

la KilO

Ik. uict

JT

TL

la k/6

Th

u

3.10 M 225<0.00 n 16000 nc

Bmmi 3M9Ä.00 w TrT* 31436.00 is T*cn. 38540.00 K

PMC. 7.

Резидентный драйвер постоянно находится в памяти ПЭВМ. Благодаря этому, оператор может выполнять на компьютере любую другую работу. В случае возникновения аварии (или другого запроса к МКСИ) резидентный драйвер принимает по последовательному каналу от МКСИ собранный файл аварийной информации и записывает его в виде первичного информационного файла на винчестер. Управляющая программа nmkl.exe преобразует первичные информационные файлы в стандартные, подключая их в ПС; осуществляет текущий просмотр осциллограмм прокатки на стане; создает при необходимости описатели форматов хранения и подключает их в ПС. В дальнейшем стандартные информационные файлы, подключенные в ГС программой irmkl. exe, могут анализироваться с помощью ПС "Диагностика".

Система диагностики может функционировать автономно практически неограниченное время (ограничение только в наличии свободного места на винчестере ПЭВМ), собирая и сохраняя аварийные информационные файлы. Система автоматически восстанавливается при отключении/включении питания.

На рисунке 6 представлены осциллограммы нормальной прокатки полосы на стане 1700 МарМК. Здесь наглядно видно как возрастает скорость полосы при ее прохождении от 6 клети к 10 клети (растоя-ние между клетьми чистовой группы одинаково, а время прохода полосы между клетьми уменьшается). На рисунке 7 представлены осциллограммы аварийной прокатки полосы. После захода полосы в 8 клеть произошел останов стана по команде оператора и динамическое торможение всех приводов.

В заключении обобщены основные результаты работы.

В приложении приведена копия акта внедрения результатов диссертационной работы на стане горячей прокатки 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича (МарМК).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе анализа особенностей построения микропроцессорных систем диагностики, использующих фиксацию процессов в реальном времени, предложена наиболее оптимальная структура аппаратной части систем диагностики электроприводов сложных технологических объектов.

2. Сформулированы основные требования, предъявляемые к системам диагностики электроприводов сложных технологических объектов, на основе которых предложена структура программного обеспечения

таких систем.

3. Для универсального решения задач хранения, отбражения, анализа и статистической обработки осциллограмм процессов, снятых с электроприводов, предложена реализация специализированной базы данных осциллограмм технологических процессов (БД ОТП) и системы управления этой базой.

4. Разработан пакет управляющих программ, использование которого позволяет существенно уменьшить время разработки ПО микропроцессорных систем диагностики на верхнем уровне. Использование разработанных программных средств возможно не только в виде отдельных управляющих программ, но и в виде программной среды.

б. Разработаные программные средства внедрены в качестве составной части Ш в микропроцессорных системах диагностики на слябинге 1150 Карагандинского металлургического комбината и листовом стане горячей прокатки 1700 Мариупольского металлургического комбината

6. Для слябинга КарМК разработаны программы специальной статистической обработки: программа анализа тепловой загрузки главных электроприводов центральной части слябинга и программа оценки согласованности работы горизонтальных и вертикальных валков.

7. Разработана демонстрационная версия графических возможностей ПС.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Азаров Б.Я, Кашицын A.B., Данилов ЕЕ Использование программной среды "Диагностика" для анализа работы электроприводов прокатных станов/ Современный регулируемый электропривод малой и средней мощности на основе интеллектуальной силовой электроники и микропроцессорных средств управления. - Тез. докл. науч. -техн. семинара 1994 Г.: М. , 1994. - с. 28.

2. Азаров Б. Я , Кашицын А. В., Данилов R В. Программная среда для хранения, отображения и анализа осциллограмм работы сложных систем электропривода и технологических объектов/ 1-я междунар. конф. по электромеханике и электротехнологии: Тез. докл. - Суздаль, 1994.- с. 59.

Подписано к печати п

Типография МЭИ. Красноказарменная, 13.