就功能而言，軋管工藝軟件包分為：調節軟件包、過程控制軟件包和生產監控軟件包三類。

一(yi)、調節(jie)軟件(jian)包

  工(gong)(gong)藝調(diao)(diao)(diao)節軟件包(bao)負責軋線上(shang)每臺機器的(de)調(diao)(diao)(diao)整，補償因各(ge)種原因引起的(de)偏差。如圖(tu)23-1所示，它的(de)功能是(shi)在(zai)軋制(zhi)前或(huo)軋制(zhi)過(guo)程(cheng)中對軋機進行(xing)(xing)調(diao)(diao)(diao)整。調(diao)(diao)(diao)整裝(zhuang)置根(gen)(gen)據(ju)(ju)參考信號(hao)控制(zhi)執行(xing)(xing)元件。來自安裝(zhuang)在(zai)現場的(de)傳感器的(de)反饋(kui)信號(hao)對調(diao)(diao)(diao)節裝(zhuang)置的(de)參考信號(hao)進行(xing)(xing)校準(zhun)，而后通過(guo)誤差檢(jian)測(ce)功能保證調(diao)(diao)(diao)整裝(zhuang)置的(de)可靠性(xing)和(he)準(zhun)確度。在(zai)原始數據(ju)(ju)（包(bao)括生產數據(ju)(ju)、工(gong)(gong)具尺寸等）、軋機數據(ju)(ju)和(he)工(gong)(gong)藝數據(ju)(ju)的(de)基礎上(shang)建立工(gong)(gong)藝數模，并(bing)根(gen)(gen)據(ju)(ju)計算值(zhi)調(diao)(diao)(diao)整軋機，這也就(jiu)是(shi)調(diao)(diao)(diao)節裝(zhuang)置的(de)輸入。

工(gong)藝數(shu)(shu)模(mo)（圖23-2)由一(yi)定數(shu)(shu)量的(de)軟件(jian)數(shu)(shu)模(mo)和(he)相關(guan)的(de)數(shu)(shu)據庫文件(jian)組(zu)成，后者由軋制工(gong)藝的(de)核心知識(shi)構(gou)成。工(gong)藝數(shu)(shu)模(mo)的(de)基礎是(shi)簡單的(de)算法(fa)學原則，模(mo)擬軋機特性進行(xing)計算：

  1. 計(ji)算有關軋機調(diao)整的數據，以便向執行元件提供參考信號；

  2. 計(ji)算軋制(zhi)參(can)數（如電動(dong)機電流值、力能參(can)數）的預期(qi)值，以(yi)便(bian)與數據登錄系統測(ce)得的核對(dui)值進(jin)行對(dui)比(bi)；

  3. 計算軋制過程中其(qi)他更(geng)為詳盡的具有(you)工藝針對(dui)性(xing)的信息數據(ju)。

 組成(cheng)上述數(shu)模的核心是儲存(cun)于數(shu)據(ju)庫內的工藝(yi)系(xi)(xi)數(shu)，這種工藝(yi)系(xi)(xi)數(shu)通(tong)過自適應(ying)計算功能(neng)測得的數(shu)據(ju)進行修正。這一功能(neng)可以提高仿(fang)真的準(zhun)確性，使所執行的調整(zheng)更加準(zhun)確。

 傳(chuan)感器獲(huo)得的(de)數(shu)據輸入自適應計算(suan)系(xi)統，經過(guo)后處理，由數(shu)據登錄系(xi)統提供(gong)其他單元使用，強化軋(ya)機上各個(ge)傳(chuan)感元件之(zhi)間以及自動化系(xi)統各個(ge)單元之(zhi)間的(de)聯(lian)絡作用，同時(shi)還(huan)可以通過(guo)“用戶友好”接口向軋(ya)管車間管理人員提供(gong)信(xin)息(xi)。

  調節軟件(jian)包通(tong)過上述功能（調整(zheng)數(shu)據(ju)、調節裝置(zhi)、執行元件(jian)、傳感器(qi)、誤(wu)差檢測(ce)）構(gou)成的(de)內環(huan)調節回(hui)路(lu)(lu)自動調整(zheng)軋機(ji)。相對于內環(huan)調節回(hui)路(lu)(lu)而(er)言，另有一(yi)條外環(huan)控制(zhi)回(hui)路(lu)(lu)，它通(tong)過相應的(de)功能分析從軋機(ji)上取(qu)得數(shu)據(ju)，以提高軋機(ji)調整(zheng)、計算的(de)準(zhun)確度。該回(hui)路(lu)(lu)通(tong)常(chang)包括操作(zuo)工(gong)和(he)／或工(gong)藝工(gong)程師的(de)干預功能，根據(ju)軋機(ji)上傳感器(qi)以及(ji)在軋制(zhi)管件(jian)上測(ce)得的(de)數(shu)據(ju)運(yun)作(zuo)。

上述調(diao)整(zheng)回路對諸如(ru)執(zhi)行元件的參考信號或調(diao)節(jie)數模的工藝系數等輸(shu)人信號進行校準。這些(xie)校準操作可通過(guo)以下方式實現(xian)：

  1. 實時方式 在快速調(diao)節環路中(zhong)對所軋的(de)同一(yi)根鋼(gang)管進行(xing)校正處理(li)，如電動機速度的(de)調(diao)整或液壓小艙(cang)控制系(xi)統(tong)對工具位置(zhi)的(de)調(diao)整等；

  2. 前(qian)測(ce)后(hou)調（Tube-after-Tube Regulation)方式 對前(qian)一(yi)根(gen)鋼管進行校(xiao)正(zheng)計(ji)算，而對后(hou)一(yi)根(gen)鋼管進行調整(zheng)，壁厚控(kong)制(zhi)環路就(jiu)屬(shu)于(yu)這一(yi)種情況；

  3. 逐批調(diao)整（Lot-after-Lot Regulation)方(fang)式 軋完(wan)一批管子后在統計的基礎上(shang)進(jin)行(xing)調(diao)整，這(zhe)種校正(zheng)需對為數頗多的測量(liang)值進(jin)行(xing)統計分析后才(cai)能進(jin)行(xing)，在線熱(re)處理工藝(yi)中(zhong)根據質量(liang)檢驗報告(gao)修正(zheng)溫(wen)度、時間等參數就屬于這(zhe)一種情(qing)況。

二(er)、過程控制軟件包

 過程控(kong)制(zhi)軟件包是車間有關人(ren)員(yuan)對機(ji)器運(yun)作加以(yi)監(jian)控(kong)的工具，在(zai)自動控(kong)制(zhi)系(xi)統和機(ji)組運(yun)作的人(ren)工監(jian)控(kong)之間構成一(yi)種聯系(xi)。這些軟件包中每一(yi)機(ji)組都作為一(yi)個獨立的單元加以(yi)考慮。

 這些(xie)(xie)軟件包由一些(xie)(xie)專門的工(gong)具組(zu)(zu)，大部(bu)分置于(yu)具有數據(ju)(ju)登(deng)錄功能的同(tong)一機組(zu)(zu)上，實(shi)際(ji)上，這些(xie)(xie)工(gong)具本身就是數據(ju)(ju)登(deng)錄系統的模塊(kuai)。

 圖23-3示出過程控制系統功能的(de)基本構成(cheng)，其具體任務(wu)如下所(suo)述：

  1. 從軋機傳(chuan)感(gan)器上取得數據后予以顯示、記錄(lu)（用于(yu)以后的檢查調閱）。這(zhe)些(xie)基(ji)礎性(xing)功能(neng)對自我診斷和故障處理來說特(te)別有用，即實時(shi)(shi)檢查軋機的運轉正常與(yu)否，若發現軋制狀況不正常，則(ze)需找(zhao)出原因，及時(shi)(shi)處理。

  2. 對計算功能所取得的(de)信息數(shu)據(ju)進(jin)行后處理(li)后，從大量的(de)數(shu)據(ju)中(zhong)提煉少(shao)量具有重要意義(yi)的(de)工藝技(ji)術數(shu)據(ju)，而后將(jiang)這些(xie)數(shu)據(ju)存儲(chu)在(zai)一個專用的(de)數(shu)據(ju)庫里，以便進(jin)一步分(fen)析，供其他(ta)單元使(shi)用。

  3. 當數(shu)(shu)據(ju)庫的數(shu)(shu)據(ju)與工(gong)藝數(shu)(shu)學模型計算所(suo)得(de)的預(yu)期數(shu)(shu)值出現明顯不(bu)一致時，運用工(gong)藝警報功(gong)能，迅速加以校正(zheng)。

  4. 對(dui)總軋制(zhi)狀(zhuang)況(kuang)穩定性進行校核，對(dui)工藝過程的發展趨勢進行分析，也可檢測判斷(duan)軋制(zhi)異常狀(zhuang)況(kuang)。

上述功能均可用(yong)更簡單方式顯(xian)示，并通過操(cao)(cao)縱臺向軋(ya)機操(cao)(cao)作人(ren)員(yuan)提供信息(xi)，這些信息(xi)包括以下(xia)4部分：

  1. 軋(ya)機在軋(ya)制(zhi)(zhi)上一根(gen)(gen)管子時的(de)軋(ya)制(zhi)(zhi)力和張力的(de)數據，軋(ya)制(zhi)(zhi)每根(gen)(gen)管子后，自動(dong)更新(xin)顯(xian)示內容；

  2. 循環使用過程(cheng)中經過潤滑(hua)的芯棒溫(wen)度，芯棒溫(wen)度對(dui)(dui)潤滑(hua)質量的影響很大，對(dui)(dui)軋制狀況也有(you)顯著(zhu)的作用；

  3. 軋(ya)制(zhi)參數(shu)（軋(ya)制(zhi)力(li)、電流等(deng)）預期(qi)值(zhi)與軋(ya)制(zhi)上一根管子所測數(shu)值(zhi)的(de)比(bi)較（包括芯棒拉力(li)）；

  4. 機(ji)(ji)(ji)(ji)架間張(zhang)力(li)或(huo)壓力(li)狀(zhuang)況和量值以及需(xu)要采取(qu)的(de)(de)措(cuo)(cuo)施等(deng)。就過(guo)程控制而(er)言，MPM軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)很(hen)重要的(de)(de)一點就是(shi)每機(ji)(ji)(ji)(ji)架軋(ya)輥(gun)的(de)(de)速(su)度要與鄰近機(ji)(ji)(ji)(ji)架的(de)(de)軋(ya)輥(gun)速(su)度匹(pi)配好(hao)。若某些機(ji)(ji)(ji)(ji)架軋(ya)輥(gun)磨損(sun)過(guo)度，軋(ya)輥(gun)速(su)度不匹(pi)配，則會(hui)在軋(ya)件(jian)上產(chan)生機(ji)(ji)(ji)(ji)架間的(de)(de)張(zhang)力(li)或(huo)推力(li)。通(tong)過(guo)對操縱臺(tai)上實時顯示數據或(huo)圖形(xing)的(de)(de)分析，有經驗的(de)(de)操作人員就可發現任何不正常的(de)(de)軋(ya)制狀(zhuang)況，并及時采取(qu)校正措(cuo)(cuo)施。

三(san)、生(sheng)產監控軟件包

 這是(shi)一個為生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產計(ji)劃、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產監控、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產維護和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產工(gong)藝提供的自動控制系統軟件。這些軟件包的使用(yong)大大提高生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產效(xiao)率，優化軋(ya)機管理，提高軋(ya)管機組生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產率。圖23-4示出生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產監控系統的主要功能：

  1. 料流跟蹤 通常按照條碼確認每(mei)根管坯，辨認其(qi)在熱軋區和精整區的(de)行蹤；

  2. 生產計劃(hua) 由一個軟件系統專管(guan)訂貨合同，優化軋制順序(xu)，以提高產量，這是根據用戶確(que)定的優先順序(xu)，在考(kao)慮(lv)生產所(suo)需的各種工具(ju)、更(geng)換工具(ju)所(suo)需的時間(jian)以及理(li)想的管(guan)坯長度后確(que)定的；

  3. 生產報(bao)告(gao)(gao) 自動(dong)計算(suan)產量(liang)、故障(zhang)時間等，并按(an)班、按(an)日(ri)、按(an)月打印(yin)報(bao)告(gao)(gao)，通過(guo)對這些報(bao)告(gao)(gao)的分析，可(ke)了解(jie)各軋機機組中急需(xu)維(wei)護的關(guan)鍵(jian)區域(yu)。

四、工藝軟件包的布置

  工藝軟(ruan)件(jian)(jian)包的(de)性能(neng)取(qu)決(jue)于硬件(jian)(jian)和基(ji)礎軟(ruan)件(jian)(jian)的(de)應用是(shi)否恰(qia)當，每一(yi)功能(neng)的(de)分配(pei)層次取(qu)決(jue)于裝置的(de)特(te)殊條件(jian)(jian)和要求(qiu)。一(yi)般來說，反應快的(de)、較簡單的(de)功能(neng)被(bei)分配(pei)在(zai)較低(di)層次（如(ru)(ru)Level0);與(yu)軋機上(shang)的(de)傳感器(qi)以(yi)及執行(xing)元件(jian)(jian)直接相連、比較復雜的(de)功能(neng)則被(bei)分配(pei)在(zai)高一(yi)點(dian)的(de)層次，例如(ru)(ru)，把調節(jie)軟(ruan)件(jian)(jian)包設置在(zai)Level I上(shang)，過程控(kong)制(zhi)軟(ruan)件(jian)(jian)包和生產監控(kong)軟(ruan)件(jian)(jian)包則被(bei)分配(pei)在(zai)Level II上(shang)，如(ru)(ru)表(biao)23-1所示。