一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法
【專利摘要】本發明公開的一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法：在各個精軋機間設置活套，使各個精軋機之間儲存金屬流量，確保活套能正常啟套及延時活套穩定；構建負偏差控制模型f(x)并設定取樣間隔，將其集成于PLC內；每軋制一支鋼材，在軋制該支鋼之前先由負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均，在軋鋼之后再對這支鋼材的活套調節量做加權平均；由PLC將得到的兩組數值做差得到負偏差的變化量Δf，負偏差的變化量Δf記錄于人機界面內并通過現場屏幕顯示，崗位工根據現場屏幕顯示的信息完成在線負偏差控制。本發明的在線負偏差控制指導方法，利用適時活套調節量的變化量去指導崗位工進行負偏差控制，具有控制精度高及指導適時方便的優點。
【專利說明】
一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于金屬加工控制方法技術領域，具體涉及一種鋼材加工過程中的在線負 偏差控制指導方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著鋼鐵形勢的進一步嚴峻，降本增效、指標提升、性能穩定、降低噸鋼成 本等思路已成為各鋼鐵企業應對鋼鐵寒冬的主要指導思想。
[0003] 在乳線生產中，負偏差控制是一項降本增效、提升指標的關鍵舉措，是企業效益的 一個重要途徑，而恰恰是也一個控制難題，尤其是在精細負差控制中，目前采用的方法主要 有兩種:一是應用鋼長度負差控制指導法，即利用成品材的長度去指導崗位工進行負差控 制，然而無論是速度與時間積的長度算法、還是自動數碼鋼長度測量辦法，都因為原料重量 的波動性，造成鋼長度的變化產生較大的誤差;二是在鋼上冷床之后取樣做米重，進行負差 計算，這兩種方法在精細負差控制上都有很大的不確定性，也就不能對負偏差進行精細的 指導，所以在控制中會出現經驗法，不同的人不同的理解，不同的辦法，在企業負差要求高、 指標控制嚴格時，就會出現超負差，造成判廢，在成品檢查不及時時，產生批量廢鋼，造成效 益流失。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，利用適 時活套調節量的變化量去指導崗位工進行負偏差控制，具有控制精度高及指導方便的優 點。
[0005] 本發明所采用的技術方案是，一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法， 具體按照以下步驟實施：
[0006] 步驟1、在精乳機心與精乳機1(2之間設置活套，同時在精乳機1(2和精乳機K3之間也 設置活套，每個活套的設置方式都采用自動投入，活套進行自動調節，使精乳機心與精乳機 K 2之間、精乳機1(2和精乳機K3之間均儲存金屬流量，要確保活套能正常啟套、落套及延時活 套穩定；
[0007] 步驟2、經步驟1后，構建負偏差控制模型f(x)，并設定取樣間隔，將負偏差控制模 型f(x)和取樣間隔一起集成于可編程邏輯控制器PLC內；
[0008] 步驟3、待步驟2完成后，操作精乳機心、精乳機1(2以及精乳機K3,在開始乳制鋼材的 同時進行負差控制；
[0009] 在乳制鋼材的過程中，每乳制一支鋼材，在乳制該支鋼之前先由可編程邏輯控制 器PLC內集成的負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均，得到第一組數 值S;
[0010] 在乳鋼之后，再由負偏差控制模型f(x)對這支鋼材的活套調節量做加權平均，得 到第二組數值V ;
[0011] 步驟4、待步驟3完成后，由可編程邏輯控制器PLC將得到的第二組數值V與第一組 數值S做差，得到負偏差的變化量Af;
[0012] 負偏差的變化量a f能記錄于人機界面內，并通過現場屏幕顯示，使車間內工作的 崗位人員根據現場屏幕顯示的數據進行精細負差控制；
[0013] 步驟5、在車間內工作的崗位工根據現場屏幕顯示的負偏差的變化量A f與預先設 定的預期值比較，根據比較結果判斷是否要對鋼材加工進行調整，實現鋼材加工過程中的 在線負偏差控制指導。
[0014] 本發明的特點還在于：
[0015] 步驟1中自動投入活套的套高由機械特性決定，是由現場設備提供數值，單位為 mm，要使精乳機L與精乳機1(2之間、精乳機1( 2和精乳機K3之間無漲力，以保證鋼材外部質量 合格。
[0016] 步驟1中負偏差控制模型f(x)具體如下：
[0017] / (_r) = [:::(A)
[0018] 設定的取樣間隔為:Tn-Tn-i: 100ms;
[0019] 在上兩式中，n為取樣個數。
[0020] 步驟3中負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均要待活套啟套 2s后開始，每0.1s取一次適時調節量值，累計相加，共累加150次，15s的過鋼時間，將累加值 除以150得到一個數值，在這一過程中，過鋼時間的長度取決于整支鋼材的過鋼時間，一半 過鋼時間最佳。
[0021] 步驟4中基于精細調整，負偏差的變化量A f的顯示范圍為0.00~1.00,且帶有符 號，精確到小數點后一位。
[0022]步驟5具體按照以下方法實施：
[0023]現場屏幕上顯示的數據有每捆鋼材的負偏差值、每捆鋼材的負偏差的變化量A f， 還有每捆鋼的實際重量及乳線每根鋼的適時鋼長；
[0024] 若負偏差的變化量A f?恰好等于或約等于預期值時無需調整；
[0025] 若負偏差的變化量A fVj、于預期值時，則要進行乳線調整：
[0026] 若負偏差的變化量A f?大于預期值，則也進行要乳線調整。
[0027]本發明的有益效果在于：
[0028] (1)本發明的在線負偏差控制指導方法，其原理主要是利用適時活套調節量的變 化量去指導崗位工進行負偏差控制，在實際應用中具有控制精度高及指導適時方便的優 點。
[0029] (2)本發明的在線負偏差控制指導方法還要基于PLC自動采樣，適時計算活套調節 量的變化量，用此值去指導負偏差控制，控制起來更方便。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法中將活套投入精乳 機應用的不意圖；
[0031] 圖2是本發明一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0033]本發明一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法基于以下原理：
[0034]在理想狀態下，通過每個精乳機的秒流量相等，即c = co;
[0035] 得到負差值
[0036] 在對鋼材進行連乳乳制的過程中，為保證鋼材的外部尺寸合格，精乳實現無漲力 乳制，可以在精乳機與精乳機之間設置可自動調節的活套，其作用是:使精乳機與精乳機之 間儲存一定的金屬流量，通過自動調節保證精乳機與精乳機之間無漲力，確保鋼材外部質 量合格。
[0037] 如圖1所示，在精乳機L與精乳機1(2之間設置活套，在精乳機1(2和精乳機K3之間也 設置活套，活套采用自動投入，而活套的套高則由機械特性決定，通常是由現場設備提供數 值，（單位為mm)，并且要在自動化調節過程中匹配好。在生產中應用活套調節量的意義在 于:基于存在各種客觀條件，秒流量設定和實際并不完全相等，此時根據檢測到的活套的實 際套高和設定套高之間的差值自動調節上游精乳機的速度，這個速度通常是個百分數，從 而保證連乳系數的實現，而這個百分數實際是活套調節量，這樣能在正常生產過程中利用 活套實施調節，而活套調節量圍繞中心線上、下波動。
[0038] 在生產過程中，料型變化會影響活套調節量，若人為干預，活套調節量所圍繞的中 心線就發生變化，兩條中心線數值的差值即為負偏差的變化量Af。
[0039]活套調節量是實時變化的值且能圍繞中心線上下波動;根據乳鋼前和乳鋼后半支 鋼材的對稱性，在乳鋼前由可編程邏輯控制器PLC對待乳半支鋼材的活套調節量做加權平 均(實際上是計算中心線數值)并將該值存儲于可編程邏輯控制器PLC中；而乳鋼之后，繼續 由可編程邏輯控制器PLC對該半支鋼材的活套調節量做加權平均(實際上也是計算中心線 數值）；可編程邏輯控制器PLC將乳鋼后的值與乳鋼前的值做差，該差即為負偏差的變化量 A f?，由于可編程邏輯控制器PLC分別與主控臺上人機界面、車間內設置的現場屏幕連接，負 偏差的變化量A f能分別顯示于人機界面和車間內設置的現場屏幕上。
[0040] 崗位工操作控制：車間內的崗位工發現要進行負偏差控制時，在過鋼間隙進行放 料、壓料的人為干預，經人為干預的第一支鋼材過到一半時就能獲得活套調節量加權平均 的結果，而人為干預后與人為干預前之間的差值即為負偏差的變化量A f;對于細微的料型 干預，通過數值就能明顯體現出來，適用于精細調節。精乳機心之前的料型干預也會在數值 上體現出來，越到前料型變化對負偏差的影響越小，所以在乳鋼過程中料型標準化是關鍵 的，料型越標準，負偏差越容易控制，鋼材的外部質量越好。
[0041] 本發明一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，如圖2所示，具體按照以 下步驟實施：
[0042] 步驟1、在精乳機心與精乳機1(2之間設置活套，同時在精乳機心和精乳機K3之間也 設置活套，每個活套的設置方式都采用自動投入，活套進行自動調節，使精乳機心與精乳機 K 2之間、精乳機1(2和精乳機K3之間均儲存金屬流量，要確保活套能正常啟套、落套及延時活 套穩定；
[0043] 活套的套高由機械特性決定，通常是由現場設備提供數值(單位為mm)，使精乳機 Ki與精乳機1(2之間、精乳機仏和精乳機K 3之間無漲力，以保證鋼材外部質量合格。
[0044] 步驟2、經步驟1后，構建負偏差控制模型f(x)，并設定取樣間隔，將負偏差控制模 型f(x)和取樣間隔一起集成于可編程邏輯控制器PLC內；
[0045] 負偏差控制模型f(x)具體如下：
[0046] /(.Y) = 〇)"2...;
[0047] 設定的取樣間隔為:Tn-Tn-i = 100ms;
[0048] 在上兩式中，n為取樣個數。
[0049]步驟3、待步驟2完成后，操作精乳機h、精乳機心以及精乳機K3，在乳制鋼材的同時 進行負差控制，具體方法為：
[0050] 在乳制鋼材的過程中，每乳制一支鋼材，在乳制該支鋼之前先由可編程邏輯控制 器PLC內集成的負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均，得到第一組數 值S;在乳鋼之后，再由負偏差控制模型f(x)對這支鋼材的活套調節量做加權平均，得到第 二組數值Y ;
[0051] 負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均要待活套啟套2s后開 始，每0.1 s取一次適時調節量值，累計相加，共累加150次，15s的過鋼時間，將累加值除以 150得到一個數值，在這一過程中，過鋼時間的長度取決于整支鋼材的過鋼時間，一半過鋼 時間最佳。
[0052]步驟4、待步驟3完成后，由可編程邏輯控制器PLC將得到的第二組數值V與第一組 數值S做差，得到負偏差的變化量A f，具體算法如下：
[0053] f(x2)-f(xl)=8/-8= Af；
[0054]由于可編程邏輯控制器PLC分別與主控臺上的人機界面、車間內設置的現場屏幕 (便于崗位工及時了解負差情況)連接，所以負偏差的變化量A f能記錄及顯示人機界面上， 還能顯示在現場屏幕上，使車間內工作的崗位人員觀察到現場屏幕顯示的數據;基于精細 調整，負偏差的變化量A f的顯示范圍為0.00~1.00，且帶有符號，精確到小數點后一位。
[0055]步驟5、在車間內工作的崗位工根據現場屏幕顯示的負偏差的變化量A f與預先設 定的預期值比較，根據比較結果判斷是否要對鋼材加工進行調整，實現鋼材加工過程中的 在線負偏差控制指導，具體方法如下：
[0056]實際上現場屏幕上顯示的數據有:每捆鋼材的負偏差值、每捆鋼材的負偏差的變 化量A f，還有每捆鋼的實際重量及乳線每根鋼的適時鋼長；
[0057]在進行換規格、換輥、換槽時為保證成品鋼可靠，一般負偏差值比較大，成品鋼在 冷床上，一般在現場屏幕上通過"鋼長"去控制負偏差，連續生產鋼進入稱重收集，此時，每 捆鋼材的負偏差的變化量A f?就能準確的顯示在現場屏幕上，根據此負偏差的變化量A f?進 行精確的負差控制，判斷是否進行負差控制，在整個控制過程中，要嚴格按照乳制工藝進行 料型控制，否則會出現鋼材質量問題，也不便于負差控制。
[0058]若負偏差的變化量A f?恰好等于或約等于預期值時無需調整；
[0059] 若負偏差的變化量A fVj、于預期值時，則要進行乳線調整：
[0060] (1)乳線料型符合標準料型，此時直接對精乳機h放料，精乳機心的速度不進行人 為干預，待鋼材過去一半后，在車間內設置的現場屏幕上顯示乳鋼前后兩根鋼的活套調節 量之差，即負偏差的變化量A f，同時在主控臺的人機界面上也顯示負偏差的變化量A f，此 時若負偏差的變化量A f?的大小為預期值，則調整完成，否則繼續進行修正調節。
[0061] (2)乳線料型不符合標準料型，將精乳機K2之前的精乳機h進行料型排放，此時精 乳機K 2之前的精乳機h可以等效為一臺乳機，不對精乳機h速度人為干預（因為心活套可以 自動調節），其余能進行人為干預，尤其是無活精套乳機之間的速度，之后的鋼過去一半后， 在車間負差變化屏幕直接顯示前后兩根鋼的活套調節量的負偏差的變化量A f，同時在主 控臺的人機界面上也顯示（由PLC自動計算）；若負偏差的變化量A f的大小為預期值，調整 完成，否則繼續進行修正調節。
[0062] 在負差精細調整時，也是依靠操作前、后活套調節量的負偏差的變化量A f?來指 導。
[0063] 在實際的生產過程中，保持料型標準是非常重要的，連乳關系保持的越好，生產越 順，負差也越好控制。
[0064] 若負偏差的變化量A f?大于預期值，則也進行要乳線調整，該調整方法與負偏差的 變化量A f小于預期值的調整方法相同，但是方向相反。
[0065] 本發明一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，利用適時活套調節量的 變化量去指導崗位工進行負偏差控制，具有控制精度高及指導方便的優點。
【主權項】
1. 一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，其特征在于，具體按照以下步驟 實施； 步驟1、在精乳機心與精乳機心之間設置活套，同時在精乳機心和精乳機K3之間也設置活 套，每個活套的設置方式都采用自動投入，活套進行自動調節，使精乳機K1與精乳機心之間、 精乳機心和精乳機K 3之間均儲存金屬流量，要確保活套能正常啟套、落套及延時活套穩定； 步驟2、經步驟1后，構建負偏差控制模型f(x)，并設定取樣間隔，將負偏差控制模型f (X)和取樣間隔一起集成于可編程邏輯控制器PLC內； 步驟3、待步驟2完成后，操作精乳機K1、精乳機心以及精乳機K3,在乳制鋼材的同時進行 負差控制； 在乳制鋼材的過程中，每乳制一支鋼材，在乳制該支鋼之前先由可編程邏輯控制器PLC 內集成的負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均，得到第一組數值S; 在乳鋼之后，再由負偏差控制模型f(x)對這支鋼材的活套調節量做加權平均，得到第 二組數值Y ; 步驟4、待步驟3完成后，由可編程邏輯控制器PLC將得到的第二組數值δ'與第一組數值 M故差，得到負偏差的變化量A f; 負偏差的變化量Af能記錄于人機界面內，并通過現場屏幕顯示，使車間內工作的崗位 人員根據現場屏幕顯示的數據進行精細負差控制； 步驟5、在車間內工作的崗位工根據現場屏幕顯示的負偏差的變化量Af與預先設定的 預期值比較，根據比較結果判斷是否要對鋼材加工進行調整，實現鋼材加工過程中的在線 負偏差控制指導。2. 根據權利要求1所述的一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，其特征在 于，所述步驟1中自動投入活套的套高由機械特性決定，是由現場設備提供數值，單位為mm， 要使精乳機K 1與精乳機1(2之間、精乳機1(2和精乳機K3之間無漲力，以保證鋼材外部質量合 格。3. 根據權利要求1所述的一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，其特征在 于，所沭步驟1中負偏差棹制樽塑f(x)具體如下：設定的取樣間隔為:?η-?η-i = I OOms; 在上兩式中，η為取樣個數。4. 根據權利要求1所述的一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，其特征在 于，所述步驟3中負偏差控制模型f(x)對該支鋼材的活套調節量做加權平均要待活套啟套 2s后開始，每0.1s取一次適時調節量值，累計相加，共累加150次，15s的過鋼時間，將累加值 除以150得到一個數值，在這一過程中，過鋼時間的長度取決于整支鋼材的過鋼時間，一半 過鋼時間最佳。5. 根據權利要求1所述的一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，其特征在 于，所述步驟4中基于精細調整，負偏差的變化量△ f的顯示范圍為0.00~1.00，且帶有符 號，精確到小數點后一位。6. 根據權利要求1所述的一種鋼材加工過程中的在線負偏差控制指導方法，其特征在 于，所述步驟5具體按照以下方法實施： 現場屏幕上顯示的數據有每捆鋼材的負偏差值、每捆鋼材的負偏差的變化量Af，還有 每捆鋼的實際重量及乳線每根鋼的適時鋼長； 若負偏差的變化量A f恰好等于或約等于預期值時無需調整； 若負偏差的變化量A f小于預期值時，則要進行乳線調整： 若負偏差的變化量A f大于預期值，則也進行要乳線調整。
【文檔編號】B21B37/00GK106001127SQ201610368484
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】蔡仁吉, 翟林, 文林, 黨旭波, 祁鑫
【申請人】陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司