[發(fā)明專利]基于人工智能對熱軋螺紋鋼軋后控冷水箱參數調整的系統(tǒng)和方法

有效

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• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110773578B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 周煜申;彭曉文;吳忠華;錢小聰;高心宇;蒲春雷
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司;中冶華天南京工程技術有限公司
• 主分類號: B21B37/76
• 分類號: B21B37/76;B21B45/02
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

本發(fā)明公開一種基于人工智能對熱軋螺紋鋼軋后控冷水箱參數調整的系統(tǒng)和方法。所述的系統(tǒng)包括監(jiān)測采集子系統(tǒng)：通過物聯(lián)網技術以及產線上布置的各個工序的的傳感器，對熱軋螺紋鋼軋后控冷全流程進行監(jiān)測采集，實時采集數據；控制子系統(tǒng)：通過物聯(lián)網和自動控制技術，對各水箱開口度進行控制；開口度控制范圍為0?100；人工智能子系統(tǒng)，用于建立人工智能模型，并利用監(jiān)測采集子系統(tǒng)采集的數據對人工智能模型進行訓練和測試，生成最終人工智能模型。通過該人工智能模型實現生產工藝過程的自動控制，對水冷和空冷工段進行自動調節(jié)，以適應生產的需要，并達到生產過程中的節(jié)能減耗。

技術領域

本發(fā)明涉及一種通過人工智能學習控冷前后各輸入輸出關鍵參數，建立控冷前后溫度和水箱開度的人工智能模型的方法。通過該方法實現生產工藝過程的自動控制，對水冷和空冷工段進行自動調節(jié)，以適應生產的需要，并達到生產過程中的節(jié)能減耗。

背景技術

為了得到品質較高、穩(wěn)定性良好的熱軋螺紋鋼棒材，通常要求使用控軋控冷、在線熱處理、精密軋制等先進工藝技術，以得到在規(guī)格、產量、質量和性能方面都具有較強的競爭力的產品。已有大量的研究和實際生產應用結果表明，控軋控冷工藝是改變鋼材的微觀組織和晶粒尺寸，進而對其性能進行調控的重要方法手段之一。

為了保證鋼材各部位的冷卻均勻，并使其達到組織的均勻性，改善鋼材的表面質量，需要根據要求的始冷溫度和終冷溫度，合理調控水冷工藝，對水冷和空冷序列、水冷開口度以及長度等參數進行實時調控。傳統(tǒng)方法一般通過數據表對比，實現對冷卻環(huán)節(jié)反算，提供可達到目標溫度的最佳冷卻模式水箱開口度值序列。這種靜態(tài)方法一般用于產線生產之前的各水箱開口布置，無法實現生產過程中的水箱開口動態(tài)控制。

為此本發(fā)明提出一種基于人工智能計算的方法，通過人工智能建立控冷各環(huán)節(jié)參數模型。達到水箱開口度的實時計算，實現生產工藝過程的自動控制，對水冷和空冷工段進行自動調節(jié)，以適應生產的需要，并達到生產過程中的節(jié)能減耗。

發(fā)明內容

為克服上述缺陷，本發(fā)明在于設計了一種基于人工智能對熱軋螺紋鋼軋后控冷水箱參數調整的系統(tǒng)和方法。

為達到上述目的，本發(fā)明基于人工智能對熱軋螺紋鋼軋后控冷水箱參數調整的方法，其特征在于，所述的方法包括下述步驟：

a)監(jiān)測采集產線上的相關數據，包括但不限于軋機規(guī)格，軋后鋼表面溫度，各水箱長度，各水箱開口度，各水箱之間距離，各水箱水壓值，水冷后最終鋼表面溫度；

b)對給定的數據進行組織性能檢測，分為合格1和不合格0；并在數據中進行標注。隨后預處理模塊根據9:1的比例，隨機抽樣分出訓練數據和測試數據；

c)以組織性能及水箱開口度為輸出指標，其他為輸入指標，建立人工智能模型；

d)用步驟b)建立好的訓練數據進行對步驟C)建立人工智能模型進行訓練，調測模型參數，使得模型訓練擬合度較高；

e)用步驟b)建立好的測試數據進行對步驟d)訓練出來的人工智能模型進行進行測試，使測試樣本的準確率較高；

f)調整模型參數，并循環(huán)的執(zhí)行步驟d)和e)；

g)得到最終模型后，接收采集系統(tǒng)傳過來的數據讓模型計算出需要的水箱開口度參數。

h)把水箱開口度參數序列輸出以控制調整水箱的開口度。

進一步的，模型采用的算法包括但不限于邏輯回歸、BP神經網絡、SVM、決策樹、隨機森林、深度學習。

為達到上述目的，本發(fā)明基于人工智能對熱軋螺紋鋼軋后控冷水箱參數調整的系統(tǒng)，包括：

監(jiān)測采集子系統(tǒng)：通過物聯(lián)網技術以及產線上布置的各個工序的的傳感器，對熱軋螺紋鋼軋后控冷全流程進行監(jiān)測采集，實時采集數據；