專利名稱：利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，屬于冶金控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在熱軋領(lǐng)域，過程控制的ニ級設定及自學習模型占舉足輕重的地位，在ニ級模型中，板形設定及自學習模型是熱軋模型控制的核心模型，板形模型一般分ニ級設定及自學習模型、ー級(基礎自動化)動態(tài)控制兩部分。ニ級板形模型的設定及自學習功能是熱軋生產(chǎn)過程控制的核心功能之一，是提高板形模型設定精度的重要手段。模型自學習流程參照附圖1，所謂模型自學習就是利用實際的軋制反饋數(shù)據(jù)與模型預設定的計算數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)學習策略得出最佳學習系數(shù)，利用這個學習系數(shù)對設定模型進行計算修正，以此提高軋機板形設定模型的控制精度及自適應能力。ー級的動態(tài)板形控制也是利用ニ級的動態(tài)板形模型的設定參數(shù)，實時利用生產(chǎn)中的實際數(shù)據(jù)進行板形的動態(tài)控制，是對板形設定控制的有效動態(tài)控制補償。但是，背景技術(shù)的板形自學習功能和板形動態(tài)控制采用的是多功能儀采集平直度實際數(shù)據(jù)，當多功能儀故障或測量偏差較大時，經(jīng)常造成自學習功能和動態(tài)控制功能異常，導致模型設定的控制精度和動態(tài)控制精度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供ー種利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，能使軋機板形自學習功能和動態(tài)控制功能得到改善，提高了控制精度，解決背景技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明技術(shù)方案是
ー種利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，將平直度儀和多功能儀都安裝在精軋機的最后ー架的出口，平直度儀和多功能儀這兩個儀表的數(shù)據(jù)均傳送到過程計算機中，在過程計算機中増加對數(shù)據(jù)的有效性和相應儀表的健康信號檢查判斷程序，在過程計算機的控制程序中設置優(yōu)先權(quán)，在兩種數(shù)據(jù)源都有效的情況下，優(yōu)先采用精度更高的平直度儀的數(shù)據(jù)；當平直度儀處于故障即非健康狀態(tài)時，如果多功能儀儀表處于健康狀態(tài)，且采集數(shù)據(jù)有效，則過程計算機自動選擇用多功能儀的數(shù)據(jù)用于自動控制；根據(jù)過程計算機的判斷結(jié)果選擇采用平直度儀的數(shù)據(jù)還是多功能儀的數(shù)據(jù)，保障在一組板形數(shù)據(jù)發(fā)生問題時另ー組數(shù)據(jù)及時從備用狀態(tài)切換到在線應用狀態(tài)，減少軋機的故障時間，提高軋機控制的可控性和控制精度。更具體的エ藝步驟如下①設置平直度儀和多功能儀及相應軟件接ロ程序，多功能儀和平直度儀兩者均安裝在最后一臺軋機的出口，多功能儀和平直度儀間隔安裝，平直度儀更靠近軋機出ロ ；②所述平直度儀和多功能儀共同采集板形控制數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)及軋機其它儀表的自檢狀態(tài)信號均送至基礎自動化PLC處理，而后經(jīng)基礎自動化PLC送至過程計算機，并由過程計算機程序?qū)垯C其它儀表的自檢狀態(tài)信號進行判斷，所述的自檢狀態(tài)信號就是平直度儀和多功能儀狀態(tài)信號判斷平直度儀和多功能儀狀態(tài)，如果其它儀表的自檢狀態(tài)信號正常，說明平直度儀和多功能儀自身工作正常，處于健康狀態(tài)，采集的數(shù)據(jù)有效；如果平直度儀和多功能儀處于非健康狀態(tài)，則采集的數(shù)據(jù)無效；當平直度儀和多功能儀均健康吋，優(yōu)先采用平直度儀的有效數(shù)據(jù)，當平直度儀處于非健康狀態(tài)時，如果多功能儀處于健康狀態(tài)，則采用多功能儀的有效數(shù)據(jù)，反之亦然，過程計算機自動判斷并采用優(yōu)質(zhì)健康的板形實時數(shù)據(jù)用于板形設定及自學習模型、板形動態(tài)控制功能；④將平直度儀測得的實時板形數(shù)據(jù)送入過程計算機，求得平均值，與軋機設定模型預先計算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行比較，求得差值，根據(jù)差值和自學習策略得出最佳學習系數(shù)，利用這個系數(shù)對板型設定模型進行修正；⑤以修改后的設定模型作為下一歩驟的控制模型。所述的平直度儀和多功能儀之間相距I米設置；多功能儀在平直度儀的前面，更靠近軋機出ロ，能夠提前測得有效數(shù)據(jù)。本發(fā)明增設軋機平直度儀及軟件接ロ程序，軋機多功能測量儀和平直度測量儀兩者均安裝在最后一臺軋機的出口，兩臺測量儀表間隔安裝，平直度儀靠近軋機出口，其采集的板形數(shù)據(jù)較多功能儀采集的板形控制數(shù)據(jù)精度高，兩者同屬板形控制的反饋數(shù)據(jù)源，但平直度儀采樣精度高于多功能儀。本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明自動判斷并利用來自測量儀表的優(yōu)質(zhì)板形實時反饋數(shù)據(jù)，保證了軋機板形設定模型及動態(tài)板形控制在平直度儀和多功能儀均正常時選擇精度更高的實時數(shù)據(jù)用于自動控制，同時也保證了當其中一臺儀表發(fā)生故障時自動利用另一臺儀表的實時板形數(shù)據(jù)進行板形自動控制。有效的保證了板形自動控制功能的功能正常運行，從而使模型自適應能力和板形動態(tài)控制得到加強，提高了軋機板形設定及板形動態(tài)控制的精度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，它能使軋機板形自學習功能和動態(tài)控制功能得到改善，解決了當単一多功能儀或板型儀數(shù)據(jù)異常導致的板形模型自學習及板形動態(tài)控制失效的問題，同時提高了控制精度。


圖I是背景技術(shù)板形模型自學習及動態(tài)控制流程 圖2是本發(fā)明板形模型自學習及動態(tài)控制流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進ー步說明。平直度儀和多功能儀都安裝在精軋機的最后ー架的出口，相距I米，多功能儀在平直度儀的前面，能夠提前測得有效數(shù)據(jù)。平直度儀和多功能儀這兩個儀表的測量值均傳送到過程計算機中，在過程計算機中只需要増加對數(shù)據(jù)的有效性和相應儀表的健康信號檢查判斷程序，即可實現(xiàn)將優(yōu)質(zhì)有效的板形實測數(shù)據(jù)用于板形設定模型的自學習功能和板形自動動態(tài)控制，提高控制精度。在過程計算機的控制程序中設置優(yōu)先權(quán)，在兩種數(shù)據(jù)源都有效的情況下，優(yōu)先采用精度更高的平直度儀的數(shù)據(jù)；當平直度儀處于故障即非健康狀態(tài)時，如果多功能儀儀表 處于健康狀態(tài)，且采集數(shù)據(jù)有效，則過程計算機自動選擇用多功能儀的數(shù)據(jù)用于自動控制；根據(jù)過程計算機的判斷結(jié)果選擇采用平直度儀的數(shù)據(jù)還是多功能儀的數(shù)據(jù)，保障在ー組板形數(shù)據(jù)發(fā)生問題時另ー組數(shù)據(jù)及時從備用狀態(tài)切換到在線應用狀態(tài)，減少軋機的故障時間，提高軋機控制的可控性和控制精度。以下對本發(fā)明的操作步驟進一步詳述
①利用軋機多功能儀的平直度測試功能進行測量；多功能儀是熱軋薄板廠用來測量板帶的凸度和平直度的在線測量設備。主要測量原理是利用Y 射線對鋼板從上到下在斷面方向進行照射，由于鋼板的厚度不同，因此穿過鋼板的射線劑量也不同，在鋼板下面的接收方得到的劑量也不同，從而測出鋼板斷面上各個點的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，由多功能儀的處理器進行數(shù)據(jù)處理，從而得到所需要的板帶凸度和平直度。常用型號如英國Radiometer公司的RM312多功能儀等等。平直度儀是專門用來測量板帶平直度的測量設備。主要測量 原理是利用激光對帶鋼表面進行測量，平直度的測量根據(jù)激光陣組成的帶鋼方向上的9條線積分計算得到。如果邊部的線長小于中間的線長則為中浪，如果大于中間的線長為邊浪，理想狀態(tài)應該相等。這些數(shù)據(jù)由平直度儀的處理器進行數(shù)據(jù)處理，從而得出板帶的平直度。現(xiàn)用型號為 ROMETER F200-3-C。兩者(平直度儀和多功能儀)均安裝在精軋機末架出口處，間隔安裝，多功能儀更靠近軋機側(cè)。②上述多功能儀可同時采集板帶凸度和平直度數(shù)據(jù)，平直度儀采集板帶平直度數(shù)據(jù)，每個儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)由其處理器處理后保存在相應儀表的存儲設備中，同時通過接ロ板卡經(jīng)由硬線傳遞給基礎自動化PLC，分別存儲。基礎自動化部分對于送給過程控制系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)不做處理。基礎自動化PLC的主要作用是根據(jù)工程控制系統(tǒng)提供的設定值進行電氣控制，同時接收現(xiàn)場采集的各種數(shù)據(jù)。基礎自動化PLC將平直度儀和多功能儀測得的數(shù)據(jù)均送入過程計算機，由過程計算機判斷兩組數(shù)據(jù)的有效性和優(yōu)先級，選用優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)。③兩個儀表(平直度儀和多功能儀)采集的板帶的平直度數(shù)據(jù)是兩組實際數(shù)據(jù)，這兩組數(shù)據(jù)在基礎自動化PLC分別存儲，經(jīng)由基礎自動化PLC通過エ業(yè)以太網(wǎng)以報文的形式傳遞給ニ級過程控制系統(tǒng)，原ニ級過程控制系統(tǒng)有相應的通訊報文配置及標準的數(shù)據(jù)接收模塊，負責接收平直度數(shù)據(jù)。④將平直度儀和多功能儀測得的兩組平直度檢測數(shù)據(jù)和表示兩個儀表自身功能是否正常的儀表健康信號送入過程控制系統(tǒng)，由過程控制系統(tǒng)判斷兩組數(shù)據(jù)的有效性和優(yōu)先級，選用優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)。優(yōu)先級判斷方法是過程控制系統(tǒng)首先檢查兩臺儀表的健康信號，如果有不健康的儀表，則來自該儀表的平直度數(shù)據(jù)將不被用于控制，使用來自健康儀表的數(shù)據(jù)用于板形設定及動態(tài)控制，保證板形設定及。如果兩臺儀表均不健康則其平直度數(shù)據(jù)均不使用，相應的板形動態(tài)控制功能不啟用。當兩臺儀表均健康時，控制系統(tǒng)優(yōu)先使用來自數(shù)據(jù)精度更高的平直度儀的數(shù)據(jù)用于板形設定和板形動態(tài)控制。⑤ニ級過程控制系統(tǒng)是熱軋生產(chǎn)線自動控制的核心，它能根據(jù)數(shù)學模型計算出基礎自動化控制所需的參數(shù)設定值，同時根據(jù)基礎自動化ー級PLC反饋的現(xiàn)場實際測量值進行模型自學習，進而修正模型的設定精度。熱軋的模型設定計算對于板形控制一般在板帶從加熱爐出鋼到進入精軋機組軋制前有三次設定計算，設定計算一次比一次精確。毎次的設定值作為基礎自動化PLC控制的參數(shù)，由過程控制系統(tǒng)下發(fā)給基礎自動化PLC，PLC根據(jù)獲得的參數(shù)值對現(xiàn)場設備進行控制。
⑥板形設定模型用于給基礎自動化pic提供控制參數(shù)，板形模型的自學習功能作為設定模型的反饋參數(shù)用于修正板形模型的設定計算精度。過程控制系統(tǒng)讀入所選的優(yōu)質(zhì)反饋數(shù)據(jù)后，對這些數(shù)據(jù)進行數(shù)學方法處理，得到有效的平均值。將這個值和軋機板形設定模型預計算生成的設定數(shù)據(jù)進行比較，得到差值，及模型計算值和實際檢測值的偏差值。根據(jù)學習策略，在計算模型學習系數(shù)時不但要考慮模型在本次產(chǎn)生的偏差，還要考慮以前車L制所產(chǎn)生的偏差，因此需要根據(jù)各自的權(quán)重進行加權(quán)計算，得出最優(yōu)平直度學習系數(shù)，并利用該系數(shù)對模型設定計算進行修正。現(xiàn)場反饋檢測數(shù)據(jù)的精度高則自學習功能反饋給設定模型的反饋數(shù)據(jù)精度就高，反饋數(shù)據(jù)精度高則對模型設定計算的修正精度就高，進而板形模型設定精度就高。以根據(jù)學習系數(shù)進行修改后的設定模型值作為下一塊板坯的控制依據(jù)。⑦板形動態(tài)控制功能分為兩部分，即過程控制系統(tǒng)模型設定計算和基礎自動化的控制功能。其中基礎自動化部分功能是固定的。過程控制系統(tǒng)模型設定計算為基礎自動化提供模型設定參數(shù)，參數(shù)的精度高則基礎自動化動態(tài)控制精度就高。本發(fā)明主要是通過増加檢測精度更高的平直度儀，通過對來自平直度儀和多功能儀的兩組檢測數(shù)據(jù)的優(yōu)化，提高最終用于控制的現(xiàn)場實際檢測數(shù)據(jù)的精度，提高模型的自 學習功能的輸入數(shù)據(jù)精度，進而提高板形自學習功能的輸出精度，其輸出數(shù)據(jù)用于修正板形模型的設定。板形設定精度提高了則板形的動態(tài)控制功能也相應的提高了精度。板形模型設定精度和動態(tài)控制精度都提聞了則板形的整體控制精度就提聞了，從而提聞了板帶廣品的最終質(zhì)量，減少了生產(chǎn)事故。
權(quán)利要求
1.ー種利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，其特征在于將平直度儀和多功能儀都安裝在精軋機的最后ー架的出口，平直度儀和多功能儀這兩個儀表的數(shù)據(jù)均傳送到過程計算機中，在過程計算機中増加對數(shù)據(jù)的有效性和相應儀表的健康信號檢查判斷程序，在過程計算機的控制程序中設置優(yōu)先權(quán)，在兩種數(shù)據(jù)源都有效的情況下，優(yōu)先采用精度更高的平直度儀的數(shù)據(jù)；當平直度儀處于故障即非健康狀態(tài)時，如果多功能儀儀表處于健康狀態(tài)，且采集數(shù)據(jù)有效，則過程計算機自動選擇用多功能儀的數(shù)據(jù)用于自動控制；根據(jù)過程計算機的判斷結(jié)果選擇采用平直度儀的數(shù)據(jù)還是多功能儀的數(shù)據(jù)，保障在ー組板形數(shù)據(jù)發(fā)生問題時另ー組數(shù)據(jù)及時從備用狀態(tài)切換到在線應用狀態(tài)，提高軋機控制的可控性和控制精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，其特征在于更具體的エ藝步驟如下①設置平直度儀和多功能儀及相應軟件接ロ程序，多功能儀和平直度儀兩者均安裝在最后一臺軋機的出口，多功能儀和平直度儀間隔安裝，平直度 儀更靠近軋機出ロ ；②所述平直度儀和多功能儀共同采集板形控制數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)及軋機其它儀表的自檢狀態(tài)信號均送至基礎自動化PLC處理，而后經(jīng)基礎自動化PLC送至過程計算機，并由過程計算機程序?qū)垯C其它儀表的自檢狀態(tài)信號進行判斷，所述的自檢狀態(tài)信號就是平直度儀和多功能儀狀態(tài)信號判斷平直度儀和多功能儀狀態(tài)，如果其它儀表的自檢狀態(tài)信號正常，說明平直度儀和多功能儀自身工作正常，處于健康狀態(tài)，采集的數(shù)據(jù)有效；如果平直度儀和多功能儀處于非健康狀態(tài)，則采集的數(shù)據(jù)無效；當平直度儀和多功能儀均健康吋，優(yōu)先采用平直度儀的有效數(shù)據(jù)，當平直度儀處于非健康狀態(tài)時，如果多功能儀處于健康狀態(tài)，則采用多功能儀的有效數(shù)據(jù)，反之亦然，過程計算機自動判斷并采用優(yōu)質(zhì)健康的板形實時數(shù)據(jù)用于板形設定及自學習模型、板形動態(tài)控制功能；④將平直度儀測得的實時板形數(shù)據(jù)送入過程計算機，求得平均值，與軋機設定模型預先計算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行比較，求得差值，根據(jù)差值和自學習策略得出最佳學習系數(shù)，利用這個系數(shù)對板型設定模型進行修正；⑤以修改后的設定模型作為下一歩驟的控制模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，其特征在于所述的平直度儀和多功能儀之間相距I米設置；多功能儀在平直度儀的前面，更靠近軋機出口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用反饋數(shù)據(jù)提高軋機板形設定及動態(tài)控制精度的方法，屬于冶金控制技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是將平直度儀和多功能儀都安裝在精軋機的最后一架的出口，在過程計算機中增加對數(shù)據(jù)的有效性和相應儀表的健康信號檢查判斷程序，在兩種數(shù)據(jù)源都有效的情況下，優(yōu)先采用精度更高的平直度儀的數(shù)據(jù)；保障在一組板形數(shù)據(jù)發(fā)生問題時另一組數(shù)據(jù)及時從備用狀態(tài)切換到在線應用狀態(tài)，提高軋機控制的可控性和控制精度。本發(fā)明通過對來自平直度儀和多功能儀的兩組檢測數(shù)據(jù)的優(yōu)化，提高最終用于控制的現(xiàn)場實際檢測數(shù)據(jù)的精度，提高板形自學習功能的輸出精度，板形設定、板形的動態(tài)控制也相應的提高了精度，從而提高了板帶產(chǎn)品的最終質(zhì)量，減少了生產(chǎn)事故。
文檔編號B21B38/02GK102641899SQ20121011050
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者周猛, 屈爾慶, 楊震, 王舒軍, 黃彩虹 申請人:唐山鋼鐵集團微爾自動化有限公司