一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统，涉及自动控制领域，包括:步骤1加热炉抽钢管理系统通过获取板坯轧制过程相关物理参数，建立轧制节奏数学模型推算板坯运行时间，再累加运行时间进而预测出初板坯在任一时刻点的时间；步骤2通过步骤1得到的任一时刻点的时间计算瓶颈时间，将各位置点瓶颈时间与安全余量时间相加并挑选出最大值最大安全间隔时间，即为最小抽钢间隔时间；步骤3系统通过将最小抽钢间隔时间连接通知给加热炉抽钢管理系统的管理程序。采用本发明专利技术所述方法，可以实现在无人干预情况下，准确预测板坯运行时间与瓶颈时间，并自动完成抽钢功能，有效地提高了热轧生产产能并降低了操作人员的劳动负荷。

A Control Method and System for Automatic Steel Drawing during Hot Rolling

The invention discloses a control method and system for automatic steel extraction during hot rolling, which relates to the field of automatic control, including: step 1, heating furnace steel extraction management system calculates slab running time by acquiring relevant physical parameters of slab rolling process, establishes rolling rhythm mathematical model, and then accumulates running time to predict slab running time at any point; After calculating the bottleneck time at any time point obtained in step 1, the bottleneck time at each location is added to the safety margin time and the maximum safety interval time is selected, that is, the minimum steel extraction interval time. Step 3 system notifies the management program of the steel extraction management system of heating furnace by connecting the minimum steel extraction interval time. The method can accurately predict slab running time and bottleneck time without any interference, and automatically complete the drawing function, effectively improve hot rolling production capacity and reduce the workload of operators.

【技术实现步骤摘要】
一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统
本专利技术涉及钢加工自动控制领域，具体是一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统。
技术介绍
热轧加热炉抽钢的控制水平直接影响热轧生产的产量与能耗等。抽钢过快会导致轧线板坯堆积，板坯在轧线长时间等待会影响后续生产轧制从而影响产品性能。抽钢过慢则会导致产能下降，无法充分利用设备，导致设备经常处于空转状态，浪费能耗，增加成本。目前热轧常见的控制加热炉抽钢方式有以下两种：(1)手动抽钢：由加热炉操作人员观察热轧轧线生产情况，根据现场及经验判断每块板坯的抽钢时间。该方式主要依赖于操作人员对轧线全局统筹的能力，但由于轧线的生产情况复杂而多变，因此操作人员往往无法精准判断抽钢时刻。另外由于该方式需要操作人员时刻关注轧线状况，对操作人员的劳动负荷也较大。(2)定周期抽钢：由加热炉操作人员根据现场状况，设定一个固定的抽钢周期，系统根据该周期进行定期抽钢。不同类型不同目标厚度的板坯的轧制时间不同，在每次板坯类型切换时都需要操作人员重新判断是否需要重新设定抽钢周期。因此该抽钢方式主要依赖操作人员对不同类型板坯轧制节奏预判的准确程度，由于目前各热轧厂为适应市场需求，往往需要同时轧制多种不同规格、不同性能的板坯，这种板坯的多变性对操作人员的预判也会带来极大的难度，往往无法准确设定抽钢周期。这两种方法的特点都是操作人员主观对轧线生产状况判断而进行抽钢控制，不能系统并客观地考虑生产状况，导致无法准确判断抽钢时刻。通过对本专利技术所涉及的概念的上位词“热轧”“抽钢”“系统”进行单独或组合检索，得到了接近的对比文件，为国家知识产权局2016年3月16日公开的公开号为CN105396878A的专利文献，一种热轧生产线抽钢控制方法，其特征在于，包括：监控热轧生产线控制信号，获取热轧生产线上各工艺流程的运行时间；根据所述热轧生产线上各工艺流程的运行时间，确定一预计时间；所述预计时间为第一板坯从加热炉抽出时刻到第二板坯从加热炉抽出时刻的时间；所述第二板坯为与在热轧生产线上的第一板坯相邻的下一板坯；从预先设置的板坯工艺流程数据库中获取当前第一板坯和第二板坯所属品种对应的各工艺流程的经验运行时间；根据所述各工艺流程的经验运行时间确定第一板坯从加热炉抽出时刻到第二板坯从加热炉抽出时刻的经验时间；根据所述预计时间和所述经验时间确定所述第二板坯的优选抽出时间；根据所述第二板坯的优选抽出时间控制所述第二板坯从加热炉中抽出。该公开号为CN105396878A的已公开专利文献中由于不能预测未生产完成板坯的运行时间，只能使用第一块的板坯运行时间来计算第二块板坯的最优抽出时间。而本专利技术则可以结合第一块、第二块板坯的运行时间来计算出第二块板坯的最优抽出时间。本专利技术的板坯运行时间是通过轧制节奏模型的运行时间预测技术计算出来的时间，可在板坯未进行抽钢时就完成运行时间的预测计算，该特性对于后续计算最优抽钢时间的准确性尤为重要。该公开号为CN105396878A的已公开专利文献中，计算下一块板坯优选抽钢时间公式为：T＝Tx*X％+Ty*Y％；其中T为抽出时间，Tx为预计抽出时间，Ty为经验抽出时间。其中预计抽出时间Tx的公式为：Tx＝(T2+Ta+T3+T5+Tb+T4+20)－(T1+T2+Ta+T3)；即Tx等于‘除抽钢时间第一块板坯的全过程运行时间’减去‘板坯从抽钢到粗轧轧制完成所需要的时间’。而本专利技术计算下一块板坯的抽钢时间的方式为对板坯在各工艺段的瓶颈时间Tneck进行比对，挑选最大的瓶颈时间作为下一块的优选抽出时间。本专利各区域的Tneck的计算公式为：Tneck某工艺段＝Tn’离开某工艺段-Tn+1’达到某工艺段；其中Tneck某工艺段为某工艺段的瓶颈时间，Tn’离开某工艺段为第N块板坯离开某工艺段的时刻点，Tn+1’达到某工艺段为第N+1块板坯达到某工艺段的时刻点；可见本专利技术是通过板坯运行时间预测技术计算出板坯运行时间，再计算得到各个工艺段的瓶颈时间Tneck，通过比对各区域的瓶颈时间Tneck大小，选出最大的瓶颈时间Tneck为权利要求1步骤2中提到的最终瓶颈时间。该方式保证了模型寻找出轧线的真正瓶颈点，从而得出真实的最优抽钢时间。本专利技术采用的预测算法更为先进，也更加符合生产的需要。经过进一步检索，除了公开号为CN105396878A的对比文件如上述所述之外，现有文献也均存在着花费了多余的劳动力成本，热轧轧制的工艺流程给操作人员的预判难度过大，而且存在着在热轧轧制预测时间算法上不够先进，效率低下的问题。
技术实现思路
为了克服上述之不足，本专利技术目的在于提供一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：包括:步骤1预测板坯运行时间；步骤2计算瓶颈时间；步骤3实现自动抽钢；步骤1：预测板坯运行时间加热炉抽钢管理系统通过热轧过程控制系统获取板坯相关参数；所述系统设定板坯的运行距离为s，加速度为a，初速度为v0，末速度为v1，运行时间为t，其数学表达式为：t＝f(s,a,v0,v1)；所述系统在所述数学表达式中加入修正系数zxy和修正项sxy，得到：t＝f(s,a,v0,v1)·zxy+sxy；所述系统通过该公式计算出板坯在各个区域所使用的时间t，所述时间t为板坯在各区域的运行时间；所述系统通过累加板坯在各区域的运行时间t获得板坯在轧线上各位置的运行时刻点；步骤2：计算瓶颈时间所述系统根据步骤1得到的各位置运行时刻点，开始计算瓶颈时间：第n位置点的瓶颈时间＝当前板坯离开n点的时刻－下一块板坯到达n点的时刻；n可取任意正整数；各位置点的安全间隔时间＝各位置点的瓶颈时间+安全余量时间；所述系统整理所述各位置点的所有安全间隔时间，从中找出最大的安全间隔时间，该时间所对应的位置点命名为瓶颈点，而所述瓶颈点的安全间隔时间命名为最终瓶颈时间；所述系统确认所述的最终瓶颈时间就是最小抽钢间隔时间；步骤3：连接加热炉抽钢管理程序实现自动抽钢加热炉抽钢管理系统将最小抽钢间隔时间连接至加热炉抽钢管理程序。加热炉抽钢管理程序对该抽钢间隔时间进行倒计时，倒计时结束后，程序下发抽钢请求，完成抽钢流程；在第1块板坯抽出后，系统发送信号，模型开始计算第2块板坯的最小间隔时间；循环上述步骤；在第n块板坯抽出后，系统发送信号，模型开始计算第n+1块板坯的最小间隔时间；进一步地，所述通过累加板坯在各区域的运行时间获得板坯在轧线上各位置的运行时刻点，具体为：T1’＝T1；T2’＝T1+T2；T3’＝T1+T2+T3；Tn’＝T1+T2+T3+…+Tn；n可取任意正整数。进一步地，步骤1所述数学表达式t＝f(s,a,v0,v1)为匀变速直线运动标准物理运动方程，其中s＝v0·t+(at2)/2,v1＝v0+at。进一步地，步骤1所述板坯运行时间是指板坯在任一区域内从板坯头部进入到板坯尾部离开所使用的时间。本专利技术的有益效果：采用本专利技术所述方法及系统，可以实现在无人干预情况下，准确预测板坯运行时间与瓶颈时间，并自动完成抽钢功能，有效地提高了热轧生产产能并降低了操作人员的劳动负荷。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。图1本专利方法实施总流程图；图2各区域运行时间计算流程图；图3热轧生产流程示意图；其中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统，包括:步骤1预测板坯运行时间；步骤2计算瓶颈时间；步骤3连接加热炉抽钢管理程序实现自动抽钢；步骤1：预测板坯运行时间加热炉抽钢管理系统通过热轧过程控制系统获取板坯相关参数；所述系统设定板坯的运行距离为s，加速度为a，初速度为v0，末速度为v1，运行时间为t，其数学表达式为：t＝f(s,a,v0,v1)；所述系统在所述数学表达式中加入修正系数zxy和修正项sxy，得到：t＝f(s,a,v0,v1)·zxy+sxy；所述系统通过该公式计算出板坯在各个区域所使用的时间t，所述时间t为板坯在各区域的运行时间；所述系统通过累加板坯在各区域的运行时间t获得板坯在轧线上各位置的运行时刻点；步骤2：计算瓶颈时间所述系统根据步骤1得到的各位置运行时刻点，开始计算瓶颈时间：第n位置点的瓶颈时间＝当前板坯离开n点的时刻－下一块板坯到达n点的时刻；n可取任意正整数；各位置点的安全间隔时间＝各位置点的瓶颈时间+安全余量时间；所述系统整理所述各位置点的所有安全间隔时间，从中找出最大的安全间隔时间，该时间所对应的位置点命名为瓶颈点，而所述瓶颈点的安全间隔时间命名为最终瓶颈时间；所述系统确认所述的最终瓶颈时间就是最小抽钢间隔时间；步骤3：连接加热炉抽钢管理程序实现自动抽钢所述系统将最小抽钢间隔时间连接至加热炉抽钢管理程序。加热炉抽钢管理程序对该抽钢间隔时间进行倒计时，倒计时结束后，程序下发抽钢请求，完成抽钢流程；在第1块板坯抽出后，系统发送信号，模型开始计算第2块板坯的最小间隔时间；循环上述步骤；在第n块板坯抽出后，系统发送信号，模型开始计算第n+1块板坯的最小间隔时间。...

【技术特征摘要】
1.一种在热轧轧制过程中自动抽钢的控制方法与系统，包括:步骤1预测板坯运行时间；步骤2计算瓶颈时间；步骤3连接加热炉抽钢管理程序实现自动抽钢；步骤1：预测板坯运行时间加热炉抽钢管理系统通过热轧过程控制系统获取板坯相关参数；所述系统设定板坯的运行距离为s，加速度为a，初速度为v0，末速度为v1，运行时间为t，其数学表达式为：t＝f(s,a,v0,v1)；所述系统在所述数学表达式中加入修正系数zxy和修正项sxy，得到：t＝f(s,a,v0,v1)·zxy+sxy；所述系统通过该公式计算出板坯在各个区域所使用的时间t，所述时间t为板坯在各区域的运行时间；所述系统通过累加板坯在各区域的运行时间t获得板坯在轧线上各位置的运行时刻点；步骤2：计算瓶颈时间所述系统根据步骤1得到的各位置运行时刻点，开始计算瓶颈时间：第n位置点的瓶颈时间＝当前板坯离开n点的时刻－下一块板坯到达n点的时刻；n可取任意正整数；各位置点的安全间隔时间＝各位置点的瓶颈时间+安全余量时间；所述系统整理所述各位置点的所有安全间隔时间，从中找出最大的安全间隔时间，该时间所对应的位置点命名为瓶颈点，而所述瓶颈点的安全间隔时间命名为最终瓶颈时间；所述系统确认所述的最终瓶颈...

【专利技术属性】
技术研发人员：余洁斌，
申请(专利权)人：宝钢湛江钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44