用于控制和/或调节工业过程的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制和／或调节用于加工或者制造产品（１００）的工业过程（１０）的方法，其中建立该工业过程（１０）的物理数学模型（１５），利用该模型计算出用于控制和／或调节工业过程的控制参数，在产品（１００）的制造或者加工期间测得一定数量（Ｍ）的测量值（ＴＦ－ＴＨ），该模型（１５）利用一定数量（Ｍ）的主修正系数（ｋ１）修正，其中所述主修正系数（ｋ１）的数量（Ｍ）等于所述测量值（ＴＦ－ＴＨ）的数量（Ｍ）。本发明专利技术的特征在于，所述模型（１５）利用一定数量（Ｎ－Ｍ）的次修正系数（ｋ２）修正，例如利用描述了要冷却的带材（１００）中的相变的速度的修正系数（ｋ２），并且全部修正系数（ｋ１，ｋ２）的数量（Ｎ）大于全部测量值（ＴＦ－ＴＨ）的数量（Ｍ），其中至少所述次修正系数（ｋ２）在数值上计算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于控制和/或调 节工业过程的方法。
技术介绍
在控制工业中的不同过程时，例如在控制或者调节布置在热礼带材 轧机机组后面的冷却段时，会出现此问题，即一般只能够在段的入口处 和段的终点处进行测量，但是不可能有中间测量站。但是这样的段可能 非常长，例如热轧带材轧机机组的冷却段，其中热轧过的带材必须在相 对大的长度上利用冷却水喷洒并且由此冷却。由此产生这样的问题，即 在冷却段的终点处测量的测量值只能够以非常大的滞后时间转换为用 于段调节的辆节值，并且对分布在段上的执行元件只能提供基于在段的 起点和终点处测量的值所计算出的调节值，但是没有中间值。为此普遍在控制技术中已知，借助已知的物理数学的关系生成段的 模型并且借助该模型计算出用于调节的调节值或者必要时用于控制的主导参数。这样一种方法例如在专利EP 1 244 816 Bl中说明。在此布置 在热轧带材轧机机组后面的冷却段在借助物理数学模型的情况下被调 节，在该模型中存入冷却过程，并且它获得要轧制的带材的材料参数以 及在冷却段的起点和终点处测量的温度作为输入参数。借助该模型和由 此计算的温度，在此求出沿着冷却段布置的冷却水喷洒阀的阀位。该值 借助在冷却段的终点处测量的巻取机温度值，根据另外的基于物理关系 的逻辑来修正，从而求出冷却曲线，它与事实上的实际冷却曲线尽可能 接近并且能够进行冷却段的相应的调节。在此已经证实，物理数学模型的输入参数不可能包含所有对冷却曲 线起决定性作用的值，至少不具有足够的精度，以最优的精度来计算在 实际的生产条件下出现的冷却。因此建议，对于这种控制或者调节方法， 估算的实际值的计算借助物理数学模型借助统计学的方法进行优化。一种工业过程的控制方法，即热轧带材轧机机组的冷却段的相应的 控制方法由专利申请DE 102 03 787A1得知。在此利用这个事实，即冷却段的物理数学^t型在要冷却的金属带的冷却的时间段上连续地修正， 其中在这个冷却时间的终点上对每个带材确定最优的修正系数。该修正 系数现在与模型的输入参数，即轧制带材的材料参数和在测量位置处的 温度或者温度曲线一起被存入产品数据记录中，并且在冷却接下来的轧 制板材时提供用于然后要冷却的板材的修正。如果存储了足够的这种产 品数据记录，可以在新的冷却过程中调用现存的产品数据记录用于物理 数学模型的修正。然后在这种情况下可以选择带有与新的要轧制的板材 尽可能类似的参数的数据记录，并且使用当时根据经验确定的并且在那 里存入的修正系数用于为新的要轧制的板材的冷却过程修正模型。为了选择合适的产品数据记录，或者为了统计学地修正的修正系数的加权计算，在此提供不同的统计学方法，例如在DE 102 03 787 A1的 中描述的借助遗传表或者借助神经网络进行适配，以及借助以前冷却的 轧制带材的根据它与新的要冷却的轧制带材的类似性加权的修正系数 来计算修正系数。该方法在许多要控制或者要调节的过程中，特别是热轧带材轧机机 组的冷却段中显示出迄今最好的结果。
技术实现思路
由此出发本专利技术的任务是，这样改进一种此类的方法，使它具有更 高的精度和/或可以在更宽的应用领域中应用。 该任务利用权利要求1的特征解决。专利技术人认识到，为了控制或者调节过程或者工业设备，例如控制或 者调节热轧带材轧机机组的冷却段，必须考虑多个影响因素，以达到最优的结果。不过经常只能测量一个或少量参数用作^t型的输入参数，相 反对于模型计算的修正有两个或者多个影响因素是决定性的。因此根据 本专利技术建议一种方法，利用该方法利用M个可能的测量值求出N个修 正系数用于模型计算，其中N〉M。里第一影响因素取决于相应、的带材向环境的热传导，并且第二影响因素 取决于相应的带材的相变的速度，但是此时只提供温度测量作为测量 值。如专利技术人进一步认识到的那样，这两个影响因素按照由DE 102 03 787 Al公开的方法不能在储存在以前轧制并且冷却的带材的产品数据记录中的修正系数的基础上统计学地修正。因为即使当将这两个影响因 素或者修正系数存储在产品数据记录中，也只能提供一个方程式用于求 出在新的要加工的产品的本地模型中的两个未知数，这样得到多个数学 可能的解，但是不能确定，其中哪个解是物理学上有意义的。在这种情 况下可能的解的确定也不是目标导向的。因此根据本专利技术建议，由此改善在专利文献EP 1 244 816 Bl中描述 的方法，即该模型不仅利用一定数量的主修正方法来修正(在调节热轧 带材轧机机组的冷却段的情况下，利用描述了从要冷却的板材到环境中 的热传导的修正系数)，而且利用一定数量的次修正系数来修正(在调 节冷却段的情况下，利用描述了要冷却的带材中的相变速度的修正系 数)。因为在这种情况下只提供一定数量的测量值用于求出修正系数， 其与主修正系数的数量相当(在冷却段的情况下是测量值，即温度或者 温度差或者它的曲线)，于是至少所述次修正系数，优选也包括所述主 修正系数，根据本专利技术在数值上通过合适的近似或者优化方法或者其它 算法来计算。如果除:了第一影响因素，这里例如是热传导，还有另外的影响因素 在调节或者控制时参与进来，那么该方法在此特别对于热轧带材轧机机 组的冷却段，但也可以对其它的类似过程或者设备，确保良好的解。那 么例如在冷却段中在生产高碳的钢带时，可能迄今也没有实现哪怕接近 满意的解，因为组织转变的影响没有被考虑。因此高碳的钢带传统上利 用较差的巻取机温度品质来生产。直到利用根据本专利技术的方法，才实现 通过将在冷却的带材中的相转变或者组织转变速度的影响计算在内，根 据过程条件除了热传导的影响产生对冷却段的模型的适配较好的近似。在此修正系数由模型和测量值借助特别的迭代的优化算法求出，这 是有利的，其措施是对每个要利用算法求出的修正系数给出多个测试 值，并且通过重复试验进行尝试，找到最合适的值。如果修正系数借助在以前的制造或者加工中产生的经验求出，在此 已经证实是特别有利的。为此将在制造或者加工每个产品时确定的经验 记在产品数据记录中，连同用于制造或者加工的输入参数，例如产品有 关的参数或者设备有关的参数。但是现在不是储存在产品的制造或者加工时选择的修正系数作为 经验或者经验值，而是储存对哪些量的修正系数可以实现好的结果的信息。对每个新的或者当前要加工的产品，修正系数不是由类似的带材的 修正系数求出，而是由上述的信息和/或其它合适的数据求出，这些数据 对每个已经加工过的产品求出或者储存在相应的产品数据记录中。经验值在此在每个产品数据记录中这样储存，即以后还能够找到修 正系数的所有可能的解。然后直到在当前的产品的制造或者加工时，才 通过多个确定为与当前的产品类似的产品数据记录的概览来求出适合 当前的产品的主修正系数和次修正系数的值。即每个修正系数的具体的 值的确定不是直接在所属的产品的生产后进行，并且由此也不相应地存 储确定为具体的值的修正系数连同相应的产品的产品数据记录。反而， 配属于在新的产品生产时确定作为类似的产品数据记录的修正系数直 至求出了类似的带材之后才求出。同样可以考虑，主修正系数和次修正 系数的数量由产品数据记录求出。有利地可以利用这种统计学的方式，由小于影响因素的数量的一定 数量的测量值，按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制和／或调节用于加工或者制造产品（１００）的工业过程（１０）的方法，例如用于控制和／或调节用于生产钢带或者板带（１００）的热轧带材轧机机组的冷却段（１０）的方法，其中建立该工业过程（１０）的物理数学模型（１５），利用该模型计算出用于控制和／或调节工业过程的控制参数，例如沿着冷却段（１０）布置的冷却水阀（１１，１１’，１２，１２’，…）的理论阀位，在产品（１００）的制造或者加工期间测得一定数量（Ｍ）的测量值（ＴＦ－ＴＨ），例如在生产带材（１００）时测得在冷却段（１０）的入口（ＴＦ）处和冷却段（１０）的出口（ＴＨ）处的温度差（ＴＦ－ＴＨ），该模型（１５）利用一定数量（Ｍ）的主修正系数（ｋ１）修正，例如利用描述了从要冷却的带材（１００）到环境中的热传导的修正系数（ｋ１），其中所述主修正系数（ｋ１）的数量（Ｍ）等于所述测量值（ＴＦ－ＴＨ）的数量（Ｍ），其特征在于，所述模型（１５）利用一定数量（Ｎ－Ｍ）的次修正系数（ｋ２）修正，例如利用描述了要冷却的带材（１００）中的相变的速度的修正系数（ｋ２），并且全部修正系数（ｋ１，ｋ２）的数量（Ｎ）大于全部测量值（ＴＦ－ＴＨ）的数量（Ｍ），其中至少所述次修正系数（ｋ２）在数值上计算。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K韦因齐尔，K弗兰茨，S施摩斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]