[發(fā)明專利]一種模擬中厚板軋機軋制過程的控制系統(tǒng)及方法

無效

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• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103406362A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 矯志杰;何純玉;趙忠;丁敬國
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬中厚板軋機軋制過程的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

中厚鋼板是國民經(jīng)濟發(fā)展所必須的重要鋼鐵材料，通過中厚板軋機熱軋得到。中厚板軋機作為軋鋼設(shè)備的主力軋機之一，其發(fā)展水平代表了一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展的水平，而中厚板軋機的自動化控制水平也體現(xiàn)了一個國家冶金自動化技術(shù)的水平。

一般中厚板軋機自動化控制系統(tǒng)的組成如圖1所示，包括：三級生產(chǎn)管理系統(tǒng)、二級過程控制系統(tǒng)、一級基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。過程控制系統(tǒng)是中厚板軋機自動化控制系統(tǒng)中最重要的組成部分。過程控制系統(tǒng)在中厚板軋機生產(chǎn)過程中能夠跟蹤軋制過程，利用數(shù)據(jù)模型進行設(shè)定計算，并為基于中厚板軋機軋制過程的過程控制系統(tǒng)提供設(shè)定數(shù)據(jù)，實現(xiàn)中厚板軋機軋制過程控制。為了更好的實現(xiàn)控制功能，在中厚板軋機過程控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試和現(xiàn)場應(yīng)用過程中，需要有模擬中厚板軋機軋制過程的方法，以滿足基于中厚板軋機軋制過程的過程控制系統(tǒng)進行功能測試、調(diào)試和優(yōu)化的需要。目前對中厚板軋機軋制過程的模擬都是在自動化控制系統(tǒng)中設(shè)計開發(fā)模擬功能模塊，基于工藝模型，以及基于對軋制邏輯的預(yù)測，通過模擬功能產(chǎn)生與實際軋制過程類似的信號和數(shù)據(jù)。但這類模擬方法需要編制大量針對軋機設(shè)備和儀表產(chǎn)生軋制過程實際數(shù)據(jù)的仿真程序，且需根據(jù)實際軋制過程正確安排數(shù)據(jù)產(chǎn)生的邏輯順序，因此這類模擬方法實現(xiàn)起來非常繁瑣。而且，這類模擬方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)基于模型預(yù)測或預(yù)估，無法保證模擬數(shù)據(jù)的合理性和準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)信息也無法完全再現(xiàn)實際軋制過程。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種模擬中厚板軋機軋制過程的控制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種模擬中厚板軋機軋制過程的控制系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)通訊模塊，用于周期性接收基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)采集的中厚板軋機軋制過程的實際數(shù)據(jù)，并將該實際數(shù)據(jù)分別發(fā)送給過程跟蹤模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；將過程跟蹤模塊傳來的中厚板軋機設(shè)定數(shù)據(jù)傳給基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)；所述實際數(shù)據(jù)包括：操作側(cè)軋制力、傳動側(cè)軋制力、操作側(cè)輥縫、傳動側(cè)輥縫、上輥轉(zhuǎn)速、下輥轉(zhuǎn)速、上輥主電機電流、下輥主電機電流、軋件在軋機入口溫度、軋件在軋機出口溫度、軋機入口推床開口度、軋機出口推床開口度、測厚儀實測厚度、軋機入口熱金屬檢測器信號、軋機出口熱金屬檢測器信號以及首道次信號、末道次信號、咬鋼信號、拋鋼信號、當(dāng)前道次數(shù)、總道次數(shù)和軋制模式；

數(shù)據(jù)存儲模塊，用于以數(shù)據(jù)文件形式存儲經(jīng)數(shù)據(jù)通訊模塊傳送來的中厚板軋機軋制過程的實際數(shù)據(jù)，并根據(jù)中厚板軋機過程控制系統(tǒng)需要，將數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)回放模塊；

數(shù)據(jù)回放模塊，用于周期性讀取數(shù)據(jù)存儲模塊發(fā)送來的中厚板軋機軋制過程的實際數(shù)據(jù)，并將該實際數(shù)據(jù)作為中厚板軋機軋制過程回放數(shù)據(jù)發(fā)送給過程跟蹤模塊；

過程跟蹤模塊，用于在實際軋制時接收數(shù)據(jù)通訊模塊傳送的中厚板軋機軋制過程實際數(shù)據(jù)，或在回放中厚板軋機軋制過程時接收數(shù)據(jù)回放模塊發(fā)送的軋制過程回放數(shù)據(jù)；通過不斷接收實際軋制過程的實際數(shù)據(jù)或通過不斷接收回放軋制過程的回放數(shù)據(jù)，判斷、跟蹤并記錄軋線上軋件的軋制工藝過程，所述軋制工藝過程包括：軋件進入軋機區(qū)域，軋件開始首道次軋制，每道次的咬鋼、穩(wěn)定軋制、軋制結(jié)束拋鋼的軋制過程，軋件離開軋機區(qū)域；傳遞過程控制系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)管理模塊和模型計算模塊，所述的過程控制系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)包括：軋件基本信息數(shù)據(jù)、設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)、模型參數(shù)數(shù)據(jù)、模型計算數(shù)據(jù)、回放工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)；傳遞中厚板軋機設(shè)定數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)通訊模塊；

數(shù)據(jù)管理模塊，用于對存有過程控制系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫進行插入、更新和查詢操作，并將數(shù)據(jù)傳至過程跟蹤模塊；

模型計算模塊，用于軋件進入軋機區(qū)域時，根據(jù)過程跟蹤模塊傳送的軋件基本信息數(shù)據(jù)、軋機設(shè)備數(shù)據(jù)、模型參數(shù)數(shù)據(jù)進行中厚板軋機設(shè)定數(shù)據(jù)的預(yù)計算，得到中厚板軋機的設(shè)定數(shù)據(jù)預(yù)計算值；軋制過程中，利用過程跟蹤模塊傳送回放工藝數(shù)據(jù)進行模型參數(shù)自學(xué)習(xí)得到當(dāng)前道次的模型參數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)軋件基本信息數(shù)據(jù)、軋機設(shè)備數(shù)據(jù)、當(dāng)前道次的模型參數(shù)數(shù)據(jù)計算得到下一道次的中厚板軋機設(shè)定數(shù)據(jù)，傳遞當(dāng)前道次的模型參數(shù)數(shù)據(jù)和下一道次的軋機設(shè)定數(shù)據(jù)給過程跟蹤模塊。

采用所述的模擬中厚板軋機軋制過程的控制系統(tǒng)來模擬中厚板軋機軋制過程的控制方法，包括如下步驟：

步驟1：基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)采集中厚板軋機軋制過程的實際數(shù)據(jù)；