一種熱連軋板形二級工藝模擬方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱連軋板形二級工藝模擬方法：步驟A，對當前帶鋼的靜態數據進行加載；當前帶鋼的靜態數據包括鋼種屬性、機架特性、軋輥參數、一級數據、儀表測量數據、二級設定參數；步驟B，對當前帶鋼的動態數據進行加載；其中，當前帶鋼的動態數據具體是：軋制前一塊帶鋼后獲得的相關數據；步驟C，根據當前帶鋼的靜態數據和當前帶鋼的動態數據，對軋輥模型進行初始化計算；步驟D，對板形模型進行初始化計算；步驟E，觸發軋輥模型進行計算；步驟F，觸發板形模型進行計算；步驟G，將針對當前帶鋼獲得的相關數據存儲于動態數據中，待軋制下一塊帶鋼使用；步驟H，當前帶鋼計算結束后，觸發下一塊帶鋼依次執行步驟A至步驟G中的內容。
【專利說明】一種熱連軋板形二級工藝模擬方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及板帶熱連軋過程的分析與控制技術，尤其涉及一種熱連軋板形二級工藝模擬方法。
【背景技術】
[0002]隨著汽車、制罐以及家電行業等的飛速發展，市場不僅對板帶材需求量急劇增加，而且對其板形質量、尺寸精度及性能提出了更嚴格的要求。板形是熱軋薄板重要的產品工藝指標，其中，板形二級控制模型系統已經成為現代板帶生產中保證產品各項質量指標的關鍵技術。一種有效、精準的熱連軋板形二級工藝模型的模擬方法是板形工藝及控制系統研究的必要條件和重要保證。目前通過對熱軋產線板形控制模型的解析，發現現有的控制模型不能夠保證板形質量。而控制模型的最大問題存在于其核心算法當中，若修改該算法或進行相關實驗優化方案和新工藝的測試，大都需要對生產運行的控制系統程序進行重新編譯，這樣對于在線的軋鋼生產存在很大的風險，甚至造成不必要的經濟損失。因此，需要提供一種板形工藝模擬方法，用來精確模擬產線連續軋鋼，為該產線板形問題分析、提高產線板形質量提供技術支撐和重要保證。
【發明內容】
[0003]本發明了提供了一種熱連軋板形二級工藝模擬方法，以解決現有技術中存在的不能夠保證板形質量的技術問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供了一種熱連軋板形二級工藝模擬方法，所述方法包括:
[0005]步驟A，對當前帶鋼的靜態數據進行加載；所述當前帶鋼的靜態數據包括鋼種屬性、機架特性、軋輥參數、一級數據、儀表測量數據、二級設定參數；
[0006]步驟B，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載；其中，所述當前帶鋼的動態數據具體是:軋制前一塊帶鋼后獲得的相關數據；
[0007]步驟C，根據所述當前帶鋼的靜態數據和所述當前帶鋼的動態數據，對軋輥模型進行初始化計算；
[0008]步驟D，對板形模型進行初始化計算；
[0009]步驟E，觸發所述軋輥模型進行計算；
[0010]步驟F，觸發所述板形模型進行計算；
[0011]步驟G，將針對所述當前帶鋼獲得的相關數據存儲于動態數據中，待軋制下一塊帶鋼使用；
[0012]步驟H，所述當前帶鋼計算結束后，觸發所述下一塊帶鋼依次執行步驟A至步驟G中的內容。
[0013]優選的，所述對當前帶鋼的動態數據進行加載，具體包括:
[0014]在CSV文件中，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載；
[0015]在Oracle數據庫中，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載；
[0016]其中，所述CSV文件中存儲的動態數據，具體是每塊帶鋼軋制后獲得的相關數據；所述Oracle數據庫中存儲的動態數據與鋼種或者規格相關，具體是軋制同種帶鋼或者同規格帶鋼后獲得的相關數據。
[0017]通過本發明的一個或者多個技術方案，本發明具有以下有益效果或者優點:
[0018]本發明了提供了一種熱連軋板形二級工藝模擬方法，該方法能夠對板形核心算法按照不同的工藝需求進行程序代碼的修改或相關工藝參數的調整，在進行編譯后進行測試與評估，并對板形中間過程數據進行跟蹤分析，為現場在線軋制提供精準的模擬保障，進而能夠保證板形質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為熱連軋板形二級工藝模擬方法的流程圖；
[0020]圖2為本發明實施例中一級模擬器的數據流圖；
[0021]圖3為本發明實施例中結合帶鋼軋制對熱連軋板形二級工藝模擬方法進行說明的流程圖；
[0022]圖4為本發明實施例中對帶鋼影響系數因子的優化示意圖；
[0023]圖5為本發明實施例中優化帶鋼影響系數對Fl竄輥的改善效果圖；
[0024]圖6為本發明實施例中共享內存的實現方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本申請所屬【技術領域】中的技術人員更清楚地理解本申請，下面結合附圖，通過具體實施例對本申請技術方案作詳細描述。
[0026]實施例一:
[0027]在具體的實施過程中，描述了一種熱連軋板形二級工藝模擬方法。該方法基于一套離線平臺，對熱連軋二級板形模型的計算過程進行模擬，對現場連續軋制過程進行精確再現。
[0028]下面請參看圖1，是熱連軋板形二級工藝模擬方法的流程圖。
[0029]該方法包括如下步驟:
[0030]步驟A，對當前帶鋼的靜態數據進行加載。
[0031]具體的，所述當前帶鋼的靜態數據包括鋼種屬性、機架特性、軋輥參數、一級數據、儀表測量數據、二級設定參數。
[0032]步驟B，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載。
[0033]具體的，當前帶鋼的動態數據具體是軋制前一塊帶鋼后獲得的相關數據；此時的相關數據具有兩層含義:一是針對個體而言，具體是每塊帶鋼軋制后獲得的相關數據；一是針對總體而言，與鋼種或者規格相關，具體是軋制同種帶鋼或者同規格帶鋼后獲得的相關數據。
[0034]在具體的實施過程中，所述對當前帶鋼的動態數據進行加載，具體包括:
[0035]在CSV文件中，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載。其中，CSV是逗號分隔值文件格式，CSV文件即是文本文件。
[0036]在Oracle數據庫中,對所述當前帶鋼的動態數據進行加載。其中,Oracle是數據庫管理系統。
[0037]其中，所述CSV文件中存儲的動態數據，具體是每塊帶鋼軋制后獲得的相關數據；所述Oracle數據庫中存儲的動態數據與鋼種或者規格相關，具體是軋制同種帶鋼或者同規格帶鋼后獲得的相關數據。
[0038]具體來說，該方法中的動態數據包括短期自學習數據(即:CSv文件中存儲的動態數據)和長期自學習數據(即=Oracle數據庫中存儲的動態數據)。
[0039]其中，短期自學習參數是在軋制第一塊帶鋼時，加載自學習參數，軋完每塊帶鋼時自學習參數逐塊更新至CSV文件中給下一塊帶鋼使用。長期自學習參數與鋼種或者規格相關，當更換鋼種或者規格時，則會重新加載長期自學習參數至Oracle數據庫，供下一批軋制鋼種使用。
[0040]步驟C，根據所述當前帶鋼的靜態數據和所述當前帶鋼的動態數據，對軋輥模型進行初始化計算。
[0041]步驟D，對板形模型進行初始化計算。
[0042]步驟E，觸發所述軋輥模型進行計算。
[0043]步驟F，觸發所述板形模型進行計算。
[0044]下面介紹模型初始化計算和模型計算(即:模型本體計算)的區別。
[0045]在具體的實施過程中，軋輥模型的初始化計算和板形模型的初始化計算是模型本體計算前需要先進行的一個準備步驟。因為模型中涉及到的參數量非常大，一部分參數需要進行初始的換算或者計算準備，才能投入模型本體計算中，所以將初始化計算與本體計算模型分開進行觸發。
[0046]而在實際應用中，軋輥模型的初始化計算和板形模型的初始化計算所涉及到的參數準備是合為一體進行編程并進行觸發的，可隸屬于同一模型；軋輥模型的本體計算和板形模型的本體計算則是兩個單獨運行的模型，是分開進行觸發的。
[0047]在實際應用中，模型初始化計算和模型計算涉及的公式、計算方式本發明不做限制，以實際應用使用的計算方式為準。
[0048]步驟G，將針對所述當前帶鋼獲得的相關數據存儲于動態數據中，待軋制下一塊帶鋼使用。
[0049]具體的，此時的動態數據包含csv文件和Oracle數據庫兩部分。
[0050]步驟H，所述當前帶鋼計算結束后，觸發所述下一塊帶鋼依次執行步驟A至步驟G中的內容。
[0051]本發明的目的在于提供一種能夠完全模擬熱連軋帶鋼的實際生產過程的板形二級工藝模擬方法，該方法可以對板形核心算法按照不同的工藝需求進行程序代碼的修改或相關工藝參數的調整，進行編譯后對結果進行測試，并對板形中間過程數據進行跟蹤分析。
[0052]具體的，本發明提供的是一種可以離線模擬多塊帶鋼(含換鋼種/規格)連續軋制的獨立的二級板形工藝模擬方法，包含一套完整的軋輥計算、板形設定計算、板形自學習計算的算法。當第一塊帶鋼進行軋輥模型計算和板形模型計算完畢后，由模擬模塊自動觸發動態數據進行第二塊帶鋼的模型計算，逐塊軋制，至配置的帶鋼全部軋制完畢，另外還可以根據配置進行換鋼種/規格的模擬計算。
[0053]在實際應用中，本發明涉及的方法是脫離一級的二級板形模型的單獨提煉，通過建立一級模擬器將步驟A中的一級數據和儀表測量數據進行還原、加載和模擬，抽取獨立的二級模型對熱連軋過程進行仿真模擬。下面請參看圖2，是一級模擬器的數據流圖。
[0054]其中，圖2中的文本文件即是csv文件。數據庫管理系統包含Oracle數據庫。
[0055]在具體的實施過程中，對csv文件、Oracle數據庫及二者以共享內存方式的實現過程具體描述如下:
[0056]Csv文件，主要用于存儲靜態參數，如鋼種屬性、機架特性、軋輥參數、一級數據、儀表測量數據、二級設定參數，和每塊帶鋼軋制后獲得的動態數據，均以簡單表形式存儲，所包含的數據結構如下表I所示:
[0057]表I
[0058]
1女據結構I備注—
xcFDRP_精軋變形抗力參數_
xcFMGP_精軋機輥縫參數_
xcFPRP精軋產品軋制實際參數表
xcFCD_精乳機設定計算的數據
xcFAMP著瓦軋機自學習參數表
xcFSPass_設定道次相關數據_
xcBRState_支撐棍狀態數據_
xcERState_立棍狀態數據_
XcRollState_車L棍狀態數據_
XcRollChgAct_換棍數據_
XcRollData_車 L 棍數據_
xcffRState_工作棍數據_
XcStdHeat_機架熱數據_
XcStdSetupMsg_機架設定信息_
XcStdffearMsg_機架磨損信息_
xcRTWMPart_熱膨脹計算數據_
xcCRLC盲琢數據
xcSAMP板形短期自學習數據 —
xcSGP_產品材料相關信息_
xcSLFG_板形自學習產品相關數據
xcSPRP_產品相關軋制參數_
XcStdRollSeg乳棍
xcFSStd_機架相關設定數據_
XcShapeSetup_板形設定數據_
xcTargt_板形模型優化目標數據
xcSSys_系統數據_
XcsSFXPrfDfltFbk _凸度自學習相關數據
xcsFEFbk_板形反饋計算相關數據
XcsSFXPrfRawFbk 凸度計算原始數據_
[0059]Oracle數據庫以鋼種(FAMILY)、寬度規格(WRT_IDX)、厚度規格(GRT_IDX)作為查詢條件，根據來料數據確定FAMILY、WRT_IDX、GRT_IDX值，從數據庫中檢索動態參數。所包含的數據結構如下表2所示:
[0060]表2
[0061]
數據結構I備注
DBPDI_PDI 數據_
DBStdRollPrDffR 工作輥數據 —
DBStdRollPrDBR 支撐輥數據 —
DBStdRollThrm |軋輥熱凸度數f
[0062]Csv文件和oracle數據庫中的數據結構均通過共享內存來進行實現。共享內存的實現方式如圖6所示。
[0063]其中，_tmain:為共享內存的主函數；
[0064]MapShm:共享內存映射；
[0065]ClearShm:清理共享內存；
[0066]GetPDIData:獲取 PDI 數據；
[0067]GetRollData:獲取軋輥數據，包括工作輥數據、支承輥數據和軋輥熱凸度數據；
[0068]LoadSimpleTable:獲取簡單表數據。
[0069]下面請參看圖3，結合帶鋼軋制對本發明涉及的熱連軋板形二級工藝模擬方法進行描述。
[0070]該方法具體包括:
[0071]S301，開始，讀取即將模擬連續軋制的帶鋼，即軋制計劃單。
[0072]S302,配置的最后一塊帶鋼是否軋制完畢。
[0073]若是，轉入S303:結束。
[0074]若否，轉入S304:當前帶鋼靜態數據初始化。即:對當前帶鋼的靜態數據進行加載。
[0075]S305，當前帶鋼動態數據初始化。即:對當前帶鋼的動態數據進行加載。
[0076]S306，軋輥模型初始化計算。
[0077]S307，板形模型初始化計算。
[0078]S308，軋輥模型計算。
[0079]S309:板形模型計算。
[0080]S310:存儲動態數據。
[0081]下面以薄規格酸洗板SAPH370-P為模擬鋼種，采用本發明涉及的熱連軋板形二級工藝模擬方法對該鋼種的靜態、動態數據及現場軋制過程進行還原。
[0082]熱軋產線在軋制該薄規格SAPH370-P時，由于二級模型計算的Fl機架的有效比例凸度值比理論值偏大，導致Fl機架經常出現負竄至極限的現象，但是從現場工藝角度和單獨的模型消化吸收很難分析出該問題的本質原因，該問題的出現大大影響了薄規格帶鋼的板形質量。針對此現象，采用本發明的熱連軋二級工藝模擬方法，通過熱連軋板形二級工藝模擬方法的運用，采取優化帶鋼影響系數對各機架比例凸度進行合理分配的優化策略(即:對板形核心算法按照不同的工藝需求進行程序代碼的修改或相關工藝參數的調整，進行編譯后對結果進行測試，并對板形中間過程數據進行跟蹤分析)，使上游機架充分發揮凸度調節能力以達到目標比例凸度，下游機架保持恒比例凸度，以保持良好的平坦度，這樣有效的解決了軋制薄規格SAPH370-P時Fl機架經常出現的負竄問題，提高了薄規格帶鋼的板形質量。
[0083]具體來說，對帶鋼影響系數進行優化后，各機架的比例凸度得到了更合理的分配，上游機架能夠充分發揮凸度調節能力以達到目標比例凸度，使更容易發生Ufd比例凸度偏差的Fl機架的模型計算的有效比例凸度值與理論值相吻合，使Fl機架的負竄情況得到明顯改善。下面請參看圖4和圖5，對上述描述進行更直觀的說明。其中，圖4描述的是本發明實施例中對帶鋼影響系數因子的優化示意圖。圖5描述的是本發明實施例中優化帶鋼影響系數對Fl竄輥的改善效果圖。
[0084]通過本發明的一個或者多個實施例，本發明具有以下有益效果或者優點:
[0085]本發明提供了一種熱連軋板形二級工藝模擬方法，該方法能夠對板形核心算法按照不同的工藝需求進行程序代碼的修改或相關工藝參數的調整，在進行編譯后進行測試與評估，并對板形中間過程數據進行跟蹤分析，為現場在線軋制提供精準的模擬保障，進而能夠保證板形質量。
[0086]盡管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。
[0087]顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種熱連軋板形二級工藝模擬方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟A，對當前帶鋼的靜態數據進行加載；所述當前帶鋼的靜態數據包括鋼種屬性、機架特性、軋輥參數、一級數據、儀表測量數據、二級設定參數； 步驟B，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載；其中，所述當前帶鋼的動態數據具體是:軋制前一塊帶鋼后獲得的相關數據； 步驟C，根據所述當前帶鋼的靜態數據和所述當前帶鋼的動態數據，對軋輥模型進行初始化計算； 步驟D，對板形模型進行初始化計算； 步驟E，觸發所述軋輥模型進行計算； 步驟F，觸發所述板形模型進行計算； 步驟G，將針對所述當前帶鋼獲得的相關數據存儲于動態數據中，待軋制下一塊帶鋼使用； 步驟H，所述當前帶鋼計算結束后，觸發所述下一塊帶鋼依次執行步驟A至步驟G中的內容。
2.根據權利要求1所述的一種熱連軋板形二級工藝模擬方法，其特征在于，所述對當前帶鋼的動態數據進行加載，具體包括: 在CSV文件中,對所述當前帶鋼的動態數據進行加載； 在Oracle數據庫中，對所述當前帶鋼的動態數據進行加載； 其中，所述CSV文件中存儲的動態數據，具體是每塊帶鋼軋制后獲得的相關數據；所述Oracle數據庫中存儲的動態數據與鋼種或者規格相關，具體是軋制同種帶鋼或者同規格帶鋼后獲得的相關數據。
【文檔編號】B21B37/28GK104174655SQ201410336076
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】郭薇, 王鳳琴, 趙強, 劉暢, 張長利, 李飛, 趙陽, 李沛環, 張喜榜 申請人:首鋼總公司