江阴兴澄特种钢铁有限公司 江苏江阴 214400
摘要：人机交互界面HMI已经广泛的在冶金行业应用，通过人机交互界面，操作人员可以充分了解自己管辖区域内的设备，通过对画面上按钮的操作，完成设备、模式的选择，通过输入框的输入，完成设备参数的设置等，人机交互界面成为生产线操作重要的部分。本文主要讲述了关于大棒轧钢生产线画面相关的维护，同时也分享了本人作为画面主管工程师在维护过程中的一些改进和创新，请同行多多指导。
关键词：HMI维护、HMI改进、轧钢生产线
1前言
HMI操作画面使用西门子wincc软件作为基础背景，使用光电转化技术通过交换机连接至服务器，完成整条生产线HMI画面机与PLC之间的数据交互，本轧钢厂大棒线一共设置6个主操作室，使用CPN的命名，在服务器房间设置了工程师站点，方便画面专业人员进行维护与修改。在基建时，通过对WINCC软件的学习，跟随着工程技术人员，完成了早期的HMI画面的构建，随着本轧钢厂生产工艺的不断提升，产品结构的不断调整，生产线新增了较多设备，并且操作人员根据轧制产品钢种规格等对设备参数干预较多，需要对人机交互画面进行不断的完善，通过不断的努力，人机交互画面团队完成了设定项目的所有攻关，使得生产线上人机交互画面趋于完美。
2人机交互界面设定原则
本团队对现场操作室人机交互界面内容进行了详细的汇总，对人机交互界面设定提出了相应的要求，现在对生产线上人机交互画面的修改都是建立在这套设定原则上：（1）操作人员设定的生产工艺参数需要和工艺人员进行确认，确定范围后对其进行输入范围限制，防止操作人员误输入导致的各种问题发生。当生产提出需要更改，必须要有书面材料进行确定和通知后才能对工艺参数范围进行修改，个人不能盲目对工艺参数进行更改。（2）画面报警功能的增加，在PLC程序中对报警功能进行编辑，与相关专业人员进行确定，出具画面功能联络通知单，让每班操作人员都知晓，并知道报警后需要如何处理，画面联络通知单一式两份进行签字和保存。（3）画面中设备投用、取消、选择等功能，需要有弹框进行再次确认，防止操作人员误点后造成设备的损坏。（4）现场检测元件的点位标识，每次对画面增加检测信号反馈点位时，需要标识好PLC中的点位，这样方便维护人员及时对点位进行相关操作，确保生产线的连续性。（5）报警字体使用红单色，当复位后，红色转变为黑色，重要的报警适量增加闪烁，并配备声光报警，防止人员存在色弱等情况造成的报警读取问题。（6）每个操作室设定各自的操作权限，防止在交叉交互中出现问题，同时使用万能权限的画面机在操作时，需要与操作人员进行及时的沟通，防止操作问题发生。（7）每周对新增或修改的报警信息进行汇总，由画面主管工程师对其功能进行再次检查和确认。
3人机交互界面相关问题处理
由于基建时，涉及到的人机交互画面参数点位较多，在梳理时，发现了一些问题，主要有以下几种情况：（1）生产工艺相关反馈数据保存时间没有做统一规划，导致很多数据无法查看到之前数据对比。（2）输入框内数据数位不够，导致PLC读取的数据精度下降。（3）参数设置单位与PLC中参数单位不同，导致设置参数数据错误。（4）轧制参数表内容与生产工艺提供的参数表内容不一致，轧制参数表中很多参数都是固定参数，其与PLC中的参数关联不明确。（5）弹框内设置内容较乱，没有按照现场设备所有相关内容放置在一起，导致设备状态等需要打开多个弹框才能全部查看到，操作较为繁琐。对于以上情况，对人机交互画面进行了修改：（1）对生产工艺参数进行统计，按查看长短进行分类，完成对工艺参数保存记录时间制度制定。（2）对画面上所有数据框内数据进行统计，确定其数据类型，同时查看程序中点位，确保一一对应。
（3）对PLC中数据进行统计确定，确定其单位，现场主要使用到的单位为：速度、赫兹、转速、电流、转矩等，比如电机控制方式，程序中有DTC和标量控制方式两种，所以在输入控制参数时，需要与控制程序中的单位相互对应。（4）重新制作轧制参数表，与现有的轧制参数表相互对应，并且与生产工艺确定新增参数与轧制关联性，重新对轧钢程序进行修改，完成完全的统一，方便操作人员按照轧制表参数对轧制进行修改。（5）根据现场实际设备情况，
重新制作设备弹框，把设备的传动控制、参数设置、数据反馈等都集成到一个弹框内，同时与操作人员进行沟通，完成习惯性操作按钮摆放，确保了快速对生产线设备进行操作，不再需要点出很多框，对该设备进行操作。
4人机交互界面相关改进
4.1冷床偏差问题画面改进
冷床在运行过程中，当由于操作不当或者设备相关问题，很容易造成冷床坍塌，坍塌后需要把冷床上的钢坯通过行车吊运完，然后用行车进行吊起后调整，此过程影响的时间较长，为了能够让操作人员及时发现问题，现在在程序中读取冷床传动电机的旋转角度，在冷床每一段活动齿画面上标注出来，比如四号冷床有四段活动梁，画面上每一段活动梁的旋转角度显示出来，当偏差较大时，操作人员需要及时通知机械人员前去查看，防止冷床的完全坍塌后造成的长时间停机时间。
4.2粗轧机辊缝压下装置画面改进
粗轧机辊缝调整装置是通过位置传感器对丝杆的活动距离进行检测的，一开始设计了一个丝杆的位置检测，在实际运行过程中发现，有时候当丝杆磨损或者有间隙，很容易造成粗轧机轧辊存在偏辊现象，造成了轧制钢坯断面不平，轧制到连轧机后很容易造成两台轧机之间堆钢或者造成对轧辊的磨损增大，为了防止这样的偏辊现象存在，在粗轧两个压下丝杆上都装上位置检测仪，平时辊缝数据取这两个位置检测数据的平均值，PLC程序中比较这两个数据，当差距达到设定数据时，输出报警信息。画面上修改：在粗轧机压下装置上显示出传感器相关数据，当有偏差报警时，粗轧机画面上提示“轧辊两端偏差值较大，请停机检查”，同时当压下数据达到轧制表设定数据时，辊缝数据背景色变为绿色，在调整过程或者达不到轧制参数表设定数据时，辊缝数据背景色是红色，通过颜色的改变，操作人员能够醒目的知道粗轧机压下装置是否到位。
4.3连轧机冷却水相关实验画面改进
连轧机冷却水在基建时，没有装配阀门定位器，当轧制大圆系列时，为了减少圆钢由于冷却水造成的侧弯问题，操作人员需要手动对冷却水阀开度进行调整，由于没有开度反馈，所以无法对冷却水进行定量实验，为此在气阀上设置阀门定位器，在连轧机画面上设置阀门开度输入框，并且设置了延时开启冷却水时间输入框，这样操作人员可以配合生产工艺人员对冷却水进行相关实验，并且记录好阀门开度和延时数据，确保了实验进行定量分析。
5结束语
通过对轧钢生产线相关的人机交互画面设定原则的制定，确保了现场人机交互画面修改与新建的准则，通过对画面相关问题的处理分析，提高了人员处理画面能力。人机交互画面已经成为生产线最重要部分之一，提高了操作人员对现场设备的实时监控，提高了设备的操作效率。
6参考文献：
（1）梁锦鑫.wincc基础及应用开发指南[M]．北京：机械工业出版社．2007．
（2）廖常初．S7300／400PLc应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2007．
（3）崔坚.SIMATICS7-1500与TIA博途软件使用指南[M].北京：机械工业出版社，2016.