0 引言
毛邊板是一種經過軋鋼機軋出來后沒有經多定尺切邊的鋼板，也是軋鋼廠生產的一種產品。因為毛邊板不像切邊板經過了定尺切邊，具有一定的尺寸規格，可以根據鋼板密度計算出重量，所以毛邊板從軋鋼廠出廠之前必須經過稱重機稱量，否則工廠就不能有效地計算產量和進行銷售。在安鋼第二軋鋼廠2800機組，原來的毛邊板稱重機依靠操作人員來識別毛邊板并通過手動操作稱重機來進行稱量毛邊板。這樣由于人為因素或其它原因就容易對鋼板的誤判斷而造成稱量錯誤、重量與鋼板的匹配錯誤等一系列問題，并且操作人員的熟練程度還直接影響了生產效率。隨著安鋼“三步走”戰略和信息化系統的實施，生產規模得到了壯大，裝備現代化、設備自動化程度也得到了大大的提高。為了提高生產效率，減輕操作人員勞動強度，提高稱量設備的自動化水平，基于第二軋鋼廠信息化MES的上線，結合基礎自動化PLC、WinCC的功能，設計開發了中板毛邊板的自動識別和稱量系統。
1 系統方案描述
安鋼第二軋鋼廠中板毛邊板自動識別和稱量系統利用稱重機S7—200PLC控制器、稱重機上位機以及第二軋鋼廠MES系統，實現鋼板物流、稱量、操作、查詢等功能的人機畫面顯示、數據邏輯處理、數據通訊等功能。在第二軋鋼廠MES系統中，每塊鋼板的物流信息與鋼板是按照順序排列及一一對應的，物流信息包括鋼板的物流號、軋批號、爐號、長寬厚、是否毛邊等信息。MES把整齊排列的物流信息發送到稱重機上位機WICC數據庫中，當鋼板經過稱重機時，上位機對相應的鋼板物流信息進行判斷。如果判斷鋼板是毛邊，則稱重機進行自動稱量，并把重量信息與物流信息進行匹配，把匹配后的信息返回MES中；如果判斷鋼板不是毛邊，則稱重機不動作，相關信息同時也不做處理。稱重機的自動稱量是依靠稱重機S7-200PLC控制器根據現場信號進行邏輯判斷處理，從而控制稱重機是否上升來進行稱量。稱重機上位機采用西門子基于SQLServer 2000數據庫的WinCCV6.0 SP3軟件進行編程，WinCC采集稱重機S7-200PLC的處理邏輯信號，進行稱重機HMI動作顯示、稱重信息與物流號的匹配，并根據物料信息自動判斷是否進行稱重。需稱重的鋼板由HMI向稱重機S7200PLC發送稱重指令，實現稱重機自動稱重，同時將稱重結果寫入MES系統和本機SQL Server 2000數據庫。中板毛邊板的自動識別和稱量系統網絡連接圖如圖1所示。系統邏輯處理流程圖如圖2所示。
圖1 系統網絡連接圖
圖2 系統邏輯處理流程圖
2 系統構成
中板毛邊板的自動識別和稱量系統主要包括：稱重機本體設備、稱重機控制系統、與MES系統及計控系統數據接口、交換機。
2.1 系統設備組成
2.1.1 稱重機本體設備組成及功能
1)稱重機本體包括稱重機械臺架、四個稱重傳感器、稱重臺架在稱重位及靜態位置的兩組限位開關。根據PLC指令完成對鋼板的稱量任務，并把相應的鋼板重量信號及臺架位置信號傳送給PLC。
2)稱重機液壓站。提供稱重臺架進行稱重時上升及下降所需要的動力。
3)稱重區域四組限位開關。對鋼板在稱重區域的位置進行判斷，并把相關位置信號傳送給PLC，為PLC判斷鋼板是否到稱重位提供依據。
2.1.2 稱重機控制系統軟硬件
1)S7-200PLC(6ES7216—2AD23一OXB0)。完成對稱重機現場的數字量信號、模擬量信號處理，完成稱重機各種邏輯判斷處理和與上位機的通訊處理，從而達到對稱重機的有效控制。
2)CP模板(CP243-1 6GK7243-1EX00-0XE0)。與上位機進行通訊，完成發送與傳輸控制指令功能。
3)研華工控機(安裝三塊以太網卡)。實現稱重機工控畫面顯示，完成各種操作指令。完成各種應用軟件的安裝，實現各軟件的功能。實現與MES系統、計控系統、PLC進行通訊。
4)STEP 7-Micro/Win32。西門子推出的S7-200PLC編程軟件，對PLC程序進行編輯、修改、在線監控，實現PLC的各種邏輯控制、數據處理、通訊處理功能。
5)WinCC V6.0 SP3 Asia。西門子公司SIMAT-IC WinCC V6.0 SP3是基于PC的人機界面軟件系統，自6.0版本開始集成Microsoft SQL Server數據庫，其強大的組態功能和系統開放性，為多種應用提供了便利。對稱重機工控畫面進行編輯、修改、顯示，實現稱重機實際動作以及與MES系統、計控系統傳輸信息的顯示。
6)PC Access。西門子推出的PC Access軟件是專門用于S7-200 PLC的OPC服務器(Server)軟件，可以與任何標準的OPC客戶端(Client)通信并提供數據信息。完成與PLC進行數據傳送與接收，實現WinCC的各種顯示和控制功能。
7)Oracle Database 10g Client。Oracle 10g數據庫是第一個為企業級網格計算而設計的數據庫，具有高速數據處理能力，數據管理簡化。實現對MES系統數據庫的訪問，完成鋼板信息的傳輸。
2.2 系統數據信息傳輸
根據中板毛邊板自動識別和稱量系統網絡結構與實現功能，將系統內數據信息傳輸方式分為以下幾種：
1)WinCC系統與稱重機PLC數據傳輸。利用PC Access軟件采用OPC通訊方式將PLC中的變量與WinCC中的控制變量進行相互傳送。
2)WinCC SQL2000系統與MES系統數據傳輸。采用OBDC方式將SQL2000數據庫與MES系統Oracle數據庫中相關數據信息進行相互讀寫，完成數據信息的傳送。
接收MES隊列數據所含內容：物料號、軋批號、爐、精整線號、原料厚、原料寬、原料長、成品厚、成品寬、成品長、毛邊。
發送MES隊列數據所含內容：物料號、產品重量(鋼板實際稱量重量)。
3)WinCC系統內部數據、變量邏輯處理，數據匹配。利用WinCC內部VBS腳本編輯器，對數據庫中接收到的數據信息進行邏輯判斷處理，從而得到是否為毛邊板的信息，并把毛邊板重量信息與相應的鋼板信息進行有效匹配，實現對傳輸的數據信息處理及匹配。
4)計控稱重數據歸檔功能。僅把稱量過的鋼板(毛邊板)的數據信息保存在SQL2000數據庫中，實現毛邊板數據信息的查詢及打印功能，同時計控系統可通過計控網絡把數據庫中的相關數據信息進行讀取。
3 功能實現
中板毛邊板自動識別和稱量系統依靠PLC和WinCC技術，根據對接收到的數據信息分析判斷以及現場的檢測信號，不但完成了鋼板毛邊板的自動稱量功能，還具備了以下功能：
1)鋼板信息顯示功能
當鋼板到達稱重機區域時，WinCC可以依次排列顯示出區域內鋼板的信息，并根據讀取稱重機PLC中的鋼板到達命令，系統可以對稱重位置上鋼板的信息進行分析判斷．顯示出是否甩鋼板、是否強制稱重、毛邊信息，判斷當前到達稱重機中的鋼板是否進行稱重，如果進行稱重則WinCC向稱重機PLC發出自動稱重信息。
2)HMI界面顯示功能
HMI界面可顯示出物料信息、稱重機動作狀態信息、物料表信息、稱重結果信息。具備相應操作管理授權、操作模式選擇、重量人工錄入功能等。
3)HMI人工修正功能
在HMI中設置相應控件及功能，當HMI與稱重PLC之間通訊出現問題不能自動獲取鋼板重量時，可由人工錄入當前板坯的重量實際信息并與鋼板信息進行匹配。
4)數據采集、歸檔功能
通過WinCC中內部變量處理，將獲取的鋼板重量信息與當前稱重鋼板的物料號進行匹配、歸檔，并向MES發送帶重量信息的物流隊列數據，同時將匹配重量的毛邊板信息在數據庫進行保存。
4 結論
自中板毛邊板自動識別和稱量系統2009年上線以來，系統不但滿足了生產和毛邊板計量需求，保證了準確的物流信息傳輸，還大大減輕了操作人員的工作量，提高了生產效率。毛邊板自動識別和稱量技術充分結合信息化與自動化技術，提高了計量設備的自動化水平，促進了工廠自動化生產。
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