[發明專利]在線軋制計劃動態預分析自調整系統及其方法

有效

• 申請號: 201210038677.5
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102591286A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張賀詠;唐豪偉;張科杰;吳海飛;楊艦皓;徐仕龍;劉貞偉;趙軍華
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 章鳴玉;蔡海淳

技術領域

本發明涉及一種適用于全面工廠控制的計算機集成制造(CIM)，尤其適用于冶金企業的熱軋生產的計劃、質量與軋制工藝控制。

背景技術

現代化冶金企業的熱軋廠通常采取四級計算機控制系統(L4～L1)，各級控制系統的主要功能如下：

生產管理級L4，主要完成合同管理、財務管理、生產計劃編制、各生產線的相互協調、按合同申請材料、將生產計劃發給L3級，收集L3級的生產實績、跟蹤生產情況和質量情況、組織成品出廠發貨等任務。

生產控制級L3，主要完成生產計劃的執行控制，包括計劃的調整和發行(發給L2)，生產實績的收集、處理和上傳給生產管理級，對三庫(板坯庫、鋼卷庫、成品庫)進行管理，以及進行產品質量監控等任務。

過程控制級L2，主要執行基于數學模型的軋制規程制定與優化功能，完成工藝過程參數的設定計算任務。L2接收L3下發的生產計劃數據，將生產計劃數據計算轉換為生產設備控制參數設定值，下發給基礎自動化級L1。

基礎自動化級L1，主要完成設備的順序控制、位置控制、速度控制等，L1接收來自L2的生產設備控制參數設定值，實現生產設備的控制，制造符合生產計劃的產品。

具體地說，以熱軋帶鋼生產為例，首先由生產管理級L4負責編制軋制生產計劃，生產廠按L3下發的軋制計劃進行軋制生產，熱軋成品經質量檢驗判定后流入下一工序或用戶。根據生產過程控制的實際情況，對軋制計劃的編制有一定的約束條件，當軋制計劃編排不滿足工藝要求時，會給生產過程和質量控制帶來極大不利影響，造成廢鋼或產品質量缺陷。雖然軋制計劃基本上是按照預先制定的軋制規程進行編制，但受合同、物流等其他因素影響，軋制計劃在編排時就可能存在違反規程的現象，并且軋制規程本身也不能覆蓋全部軋制計劃編排要求。因此，經L3級下發到L2級的軋制計劃需要工藝人員進行計劃審核，及時發現并調整，才能進行軋制工藝參數設定計算，并下發給L1級控制生產設備進行產品制造。

發明名稱為“一種冶金連鑄連軋生產計劃動態調整系統”的中國發明專利(專利號ZL200910272676.5，公開號CN101727103)公開了一種冶金連鑄連軋生產計劃動態調整系統，該系統包括連鑄連軋生產計劃動態調整服務器、數據庫連接以及數據庫、網絡、轉爐工業自動化系統、精煉工業自動化系統、連鑄工業自動化系統、熱軋工業自動化系統、以及一體化計劃編制系統。所述連鑄連軋生產計劃動態調整服務器能獲取所述轉爐工業自動化系統、精煉工業自動化系統以及連鑄工業自動化系統的時刻資料，并根據所述時刻資料以及所述一體化計劃編制系統存儲在數據庫中的軋制計劃來實時計算爐次計劃的開澆時刻并動態生成鑄機切割計劃，并根據實際分配板坯生產訂單。該系統能適應面向訂單的生產方式，可以實現煉鋼生產產能最大化和軋鋼工藝最優化，但是，該系統主要考慮連鑄連軋生產流程中的計劃動態調整，并未涉及到生產計劃的審核和產品質量反饋，還存在以下技術問題亟待解決：一方面，由于軋制計劃規程內容多，加之軋制計劃調整頻繁，依靠人工審核軋制計劃存在漏檢誤判斷，不能及時準確發現問題；漏檢誤判軋制計劃在后續執行過程中輕則產生質量不達標的廢次品，重則會造成軋機設備超負荷引起設備故障和安全生產事故；另一方面，產品質量信息反饋滯后，不能及時自動提供相關信息，不能指導技術及操作人員及時有效調整；關鍵過程控制參數不能在線及時評價和信息反饋，容易導致批量產品的質量問題。

發明內容

本發明的另一個目的是要提供一種在線軋制計劃動態預分析自調整系統，解決現有軋鋼生產計算機控制系統依賴人工審核軋制計劃和人工質量信息反饋，造成反饋調整的不準確、不及時的技術問題，提高生產過程的控制能力，提高軋制穩定性，降低質量缺陷發生率。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種在線軋制計劃動態預分析自調整系統置于軋鋼廠的計算機控制系統中的生產控制級L3和過程控制級L2，所述的生產控制級L3包含軋制計劃控制模塊310、軋制規程管理模塊320、關鍵控制參數生成模塊330、質量信息采集處理模塊340和L3人機交互操作界面300；所述的過程控制級L2包含軋制計劃接收模塊210、工藝及模型參數調整模塊250、軋制工藝參數設定計算模塊260和L2人機交互操作界面200；所述的生產控制級L3通過軋制計劃控制模塊310連接到生產管理級L4，所述的過程控制級L2通過軋制工藝參數設定計算模塊260連接到基礎自動化級L1，其特征在于：