专利名称：一种利用数据冗余提高轧机厚度控制精度的方法
技术领域：
本发明涉及冶金行业轧机的控制技术，属控制技术领域。
背景技术：
在冶金行业，热轧薄板生产线非常复杂，计算机应用水平非常高，过程控制技术占有举足轻重的地位。轧机设定模型自学习功能是热轧生产过程计算机控制的核心部分，是提高设定精度的重要手段。轧机设定模型自学习就是利用轧制过程中产生的实际数据和轧机设定模型预计算产生的数据进行比较，并根据学习策略得出最佳学习系数。利用这个系数对设定模型进行修正，以此提高轧机设定模型的控制精度和自适应能力。但是，由于目前自学习功能采用的是单一厚度测试仪采集到的实际数据，厚度测试仪产生故障的情况和产生大偏差的情况时有发生，经常造成自学习功能的失效，导致模型设定的控制精度降低、自适应能力丧失。一个典型的现有模型自学习流程如图1所示。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用数据冗余提高轧机厚度控制精度的方法。
解决上述问题所采用的技术方案如下一种利用数据冗余提高轧机厚度控制精度的方法，它以计算机和厚度测试仪作为厚度控制设备，并采用如下步骤a.增设轧机多功能测试仪，轧机多功能测试仪和厚度测试仪，两者均安装在最后一台轧机的出口，厚度测试仪与多功能测试仪间隔安装，厚度测试仪靠近轧机出口；b.所述厚度测试仪和多功能测试仪共同采集厚度数据，所得数据均送至基础自动化PLC处理，而后送至过程机计算机，对两组数据进行判断；c.判断厚度测试仪和多功能测试仪的有效数据点值，如果厚度测试仪的有效数据点值比多功能测试仪有效数据点计数值大，则说明厚度测试仪处于非正常状态；d.将多功能测试仪测得的一组数据送入计算机，求得平均值，和轧机设定模型预先计算产生的数据进行比较，求得厚度差，并根据学习策略加权得出最佳学习系数，利用这个系数对设定模型进行修正；E.以修改后的设定模型作为下一步骤的控制模型。
上述利用数据冗余提高轧机厚度控制精度的方法，所述厚度测试仪和多功能测试仪之间相距1.0～1.5米。
本发明的技术进步效果是本发明利用数据冗余，保证了轧机设定模型在厚度测试仪发生故障的情况下的功能正常运行，从而使模型自适应能力得到加强，提高了轧机厚度控制的自学习性能，实现了轧机设定精度的提高。与现有技术相比，它能使轧机自学习功能得到完善，解决了由于单一厚度测试仪数据错误产生的厚度自学习功能失效的问题。
图1是现有轧机模型自学习流徎框图；图2是本发明模型自学习流程框图；图3是热轧生产线示意图。
图中各标号为加热炉TF、立辊轧机E1、水平轧机R1、R2、F1～F5、中间冷却设备ICS、层流冷却设备CTCS、卷取机DC1、DC2、厚度测试仪TG、多功能测试仪MG。
具体实施例方式
本发明中的轧机生产线包括加热炉TF、立辊轧机、水平轧机R1、R2、F1～F5、中间冷却设备ICS、层流冷却设备CTCS、卷取机DC1、DC2、厚度测试仪TG、多功能测试仪MG。
在轧机生产中，轧机出口多功能测试仪一般情况下是用于测量成品板带凸度和平直度的设备，但它兼有测量厚度的功能。利用这个特点，在厚度测试仪发生故障或测出的实际数据偏差太大时，将多功能测试仪测量出的实际板带厚度数据作为自学习功能的备用输入数据。
厚度测试仪和多功能测试仪都安装到最后一架轧机的出口，相距1.2米，并且厚度测试仪在多功能测试仪的前面。这样的设备配置决定了厚度测试仪所测出的有效数据开始点比多功能提前。由于多功能测试仪的各种数据已经传送到过程计算机中，在程序中只需增加判断厚度测试仪数据和多功能测试仪数据大小的语句，就可检测出哪种数据正确。检测的方法是判断厚度测试仪和多功能测试仪的有效数据点值，如果厚度测试仪的有效数据点值比多功能测试仪有效数据点计数值大，则说明厚度测试仪处于非正常状态。
在计算机的控制程序中设置优先权。在两种数据都正确可用的情况下，优先采用厚度测试仪数据。
根据判断结果选择采用厚度测试仪的数据还是多功能测试仪的数据。
本发明中所谓的数据冗余就是重复配置控制系统所用数据。当其中一组数据发生问题时，冗余配置的数据介入并承担原数据支撑的工作，由此减少轧机的故障时间，提高轧机控制的可靠性。
以下对本发明的操作步骤作进一步详述a.利用轧机多功能测试仪测厚功能进行测量。多功能测试仪是冶金热轧薄板厂用来测量板带凸度和平直度的测量设备。主要测量原理是利用γ射线对钢板从上向下在断面方向进行照射，由于钢板的厚度不同，因此穿过钢板的射线剂量也不同，在钢板下面的接收方得到的剂量也不同，从而测出钢板断面上各个点的数据。根据这些数据，由多功能仪上的处理器进行数据处理，从而得到需要的板带凸度、平直度。常用型号如英国Radiometrie公司的RM312多功能仪，等等。通过对多功能测试仪进行深入研究发现，它在测量板带凸度、平直度时还隐含板带厚度的数据，因此，可利用这个厚度数据作为厚度仪测量的板带厚度数据的冗余。至于轧机出口处的厚度测试仪，它是专门用来测量板带厚度的测量设备。主要测量原理是利用x射线对钢板从下向上进行照射，由于钢板的厚度不同，因此穿过钢板的射线剂量也不同，在钢板上面的接收方得到的剂量也不同，从而测出钢板断面上各个点厚度。根据这些数据，由厚度仪上的处理器进行数据处理，从而得到需要的板带厚度。常用型号如英国Radiometrie公司的RM215厚度仪，等等。两者均安装在最后一架轧机的出口，厚度测试仪与多功能测试仪间隔安装，厚度测试仪靠近轧机出口。
b.上述厚度测试仪和多功能测试仪共同采集板带厚度数据，每个仪器采集到的数据首先存放到各自的处理器中，然后通过光纤将两组数据传送至基础自动化PLC。基础自动化PLC采用型号是MELPLAC。其主要作用是根据过程自动化计算机提供的设定值进行电气控制，同时还接收现场采集到的各种数据，这些数据一部分用于显示，一部分通过双绞线构成的TCP/IP网络传送到过程机计算机。过程机计算机是热轧生产线自动化控制的核心，它能根据工艺模型计算出基础自动化控制设备所需的设定值，同时也能根据基础自动化设备返回的实际值对模型进行学习，使模型计算更加准确，更符合现场实际情况。过程机计算机采用ALPHA SERVER，型号为DS20E，当然，也可采用其他型号。
c.将厚度测试仪和多功能测试仪测得到的数据送入过程计算机，判断厚度则试仪和多功能测试仪的有效数据点值，如果厚度测试仪的有数据点计数值比多功能测试仪有效数据点计数值大，则说明厚度测试仪处于非正常状态。
d.在厚度测试仪处于非正常状态时，轧机设定模型自学习功能根据这一信息将多功能仪测得的数据读入。读入的数据是一组数据，对这一组数据经过数学方法处理，得到有效的平均值。将这个值和轧机设定模型预先计算产生的数据进行比较，得到一个厚度差，这个差值就是模型计算和实际轧制所产生的偏差。根据学习策略，在计算模型学习系数时不但要考虑模型在本次产生的偏差，还需要考虑以前所产生的偏差，因此需要根据各自的权重进行加权计算，得出最佳厚度学习系数。利用这个系数对设定模型进行修正；e.以修改后的设定模型作为下一步骤的控制模型。
以下再给出一个以本发明方法作为控制依据的主要程序步骤。
1首先从基础自动化PLC发给过程机计算机的数据中，提取出厚度测试仪产生的厚度数据和多功能测试仪产生的厚度数据。厚度测试仪和多功能测试仪采集到的实际数据都保存在ADH实际数据库中，用数据读入函数read(dbname，recno，buffer，retc)分别读入到内存冲区th_meter和mu_meter中。
程序中实现……….
read(tsmpdb，recno，th_meter，retc1)；read(msmpdb，recno，mu_meter，retc2)；………..
其中tsmpdb是ADH中厚度测试仪实际数据表，msmpdb是ADH中多功能测试仪实际数据表，2将厚度测试仪采集到的数据量传送给变量im(11)，多功能测试仪采集到的数据量传送给变量im(12)。
程序中实现………….
im(11)＝th_meter.data_counter；im(12)＝mu_meter.data_counter；3将两种仪表采集到的数据量进行比较，确定厚度测试仪优先于多功能测试仪，然后将需要的数据赋值到模型自学习用的数据量变量中。
程序中实现…………stim＝im(11)；th_buffer＝th_meter；if(im(11)＞im(12)){stim＝im(12)；th_buffer＝mu meter；}………….
然后，接续轧机生产过程原有程序，即可实现多功能测试仪数据的冗余利用。
通过以上步骤，能够保证数据自动进行切换，实现了数据冗余的轧机设定模型自学习方法(语句中标点“………”表示与原有程序相同或省略)。
权利要求
1.一种利用数据冗余提高轧机厚度控制精度的方法，它以计算机和厚度测试仪作为厚度控制设备，其特征在于，它采用如下步骤a.增设轧机多功能测试仪，轧机多功能测试仪和厚度测试仪，两者均安装在最后一台轧机的出口，厚度测试仪与多功能测试仪间隔安装，厚度测试仪靠近轧机出口；b.所述厚度测试仪和多功能测试仪共同采集厚度数据，所得数据均送至基础自动化PLC处理，而后送至过程机计算机，对两组数据进行判断；c.判断厚度测试仪和多功能测试仪的有效数据点值，如果厚度测试仪的有效数据点计数值比多功能测试仪有效数据点计数值大，则说明厚度测试仪处于非正常状态；d.将多功能测试仪测得的一组数据送入计算机，求得平均值，和轧机设定模型预先计算产生的数据进行比较，求得厚度差，并根据学习策略加权得出最佳学习系数，利用这个系数对设定模型进行修正；E.以修改后的设定模型作为下一步骤的控制模型。
2.根据权利要求1所述的提高轧机厚度控制精度的方法，其特征在于，所述厚度测试仪和多功能测试仪之间相距1.0～1.5米。
全文摘要
一种利用数据冗余提高轧机厚度控制精度的方法，属控制技术领域。它以计算机和厚度测试仪作为厚度控制设备，并采用如下步骤增设多功能测试仪，它和厚度测试仪均安装在轧机出口处，共同采集厚度数据；所得数据均送至基础自动化PLC处理，而后送至过程机计算机，对两组数据进行判断；若厚度测试仪非正常，则将多功能测试仪数据和轧机设定数据进行比较，求得厚度差，并根据学习策略加权得出最佳学习系数，利用此系数对设定模型进行修正。本发明保证轧机在厚度测试仪发生故障情况下仍能正常运行，从而使模型自适应能力加强，提高了轧机控制的自学习性能，提高了设定精度，解决了因单一测试仪自学习功能失效带来的问题。
文档编号B21B37/16GK1709600SQ200510012668
公开日2005年12月21日 申请日期2005年7月14日 优先权日2005年7月14日
发明者杨文峰, 秦久莲, 史东日, 万海龙, 康书广, 徐文东, 张静娟 申请人:唐山钢铁股份有限公司