专利名称：一种冷连轧机带钢段数据同步的方法
技术领域：
本发明属于冷轧过程控制技术领域，具体是一种把冷连轧机带钢轧制的实测数据同步到带钢长度方向上的方法。
背景技术：
目前国内冷轧联合机组在生产完成一卷冷轧钢卷后，生产技术人员一般只能通过PDA系统或过程控制系统中的成品数据信息查看到钢卷的各种轧制实际值数据，PDA系统提供给技术人员查看的数据只是在时间轴方向上的各种轧制实际数据，而过程控制系统中的成品数据也只能提供给生产技术人员一卷钢卷内的各种轧制实际数据的平均值和最大最小值，但生产技术人员想看到钢卷某一段上或是整条带钢上所对应的各种轧制实际值数据时，以上两个系统就不能满足生产技术要求，同样在钢卷出现某一段质量缺陷时，也就很 难看出是哪些实际轧制数据出现问题。在申请号为200480011773. 4的中国专利《一种带钢热轧机中对热轧卷的在线性质预测的系统》中提出一种装置使用分段跟踪，把已测量的数据从时间域转换到空间域。专利中并没有提出该装置的任何工作原理和技术方案。在文献《日照1580 mm热连轧机层流冷却控制系统》(宋勇，苏岚，荆丰伟，系统与装置，2009-3，24-27)中介绍了热轧层流冷却段的带钢段跟踪，主要描述了段跟踪中对带钢分段的方法及冷却水对每段带钢的前馈控制，其中没有涉及到如何把时间域上的数据转换到带钢长度上的方法和技术方案。在文献《连续酸洗冷连轧线物料跟踪系统》(陈岩，冶金自动化，2006，SI: 105-107)中主要重点分析了跟踪系统的各种功能在连续酸洗冷连轧线中的运用，文章主要描述了基础自动化级的物料跟踪功能描述。从文中可以看出，作者主要描述了基础自动化级跟踪中的焊缝跟踪和变规格轧制，没有对过程控制系统中的带钢段跟踪做进一步介绍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，把冷连轧机中轧机段带钢轧制的实测数据同步到带钢长度方向上，可以通过同步后的数据查看每条带钢在任意长度上轧机段轧制时的各种现场仪表传感器的实际检测数据。为了实现上述发明目的，本发明提供一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，包括以下几个步骤步骤一把方法中的数据分为两类，一类对现场检测仪表设备检测的实际值数据平均值处理后的图像数据，图像数据属于在时间维度上的数据；另一类就是经过同步处理后的带钢段同步数据，同步数据则属于空间维度上的数据，也就是带钢长度方向上的数据。再根据冷连轧生产线区域内检测仪表设备对实际测量值进行分类，所有实际测量值分别对应到各个检测仪表设备上，实际值数据分生产线上不同检测仪表设备的测量值，其中包括末机架出口板形辊测量数据，末机架出口测厚仪测量数据，各个机架测量数据，首机架出口测厚仪测量数据，首机架入口测厚仪测量数据。步骤二对所有实际测量值进行周期快速采集，并对末机架出口带钢每走行距离L时间内的测量值进行平均值处理，生成图像数据数组photo □，走行距离L也是设定的带钢段长度，根据L可以把整条带钢分为η段，η=带钢总长度/L，由于末机架出口带钢的速度很快，为了能够得到有效的测量值数据，把测量值的采集周期设为毫秒级，由于冷连轧机是连续生产机组，为了使图像数据photo[]对应不同钢卷，所以当两条带钢的焊缝到达机架时，不管末机架出口带钢的走行距离有多小，此时都会生成图像数据photo[]。判断焊缝经过各个机架的方法为获取当前一次实际测量值mea与上一次的实际测量值old，分别得到两次测量值中的各个机架轧制长度mea. RL[k]和old. RL[k]，k为机架号，如果mea. RL[k]<old. RL [k],判定焊缝经过了 k机架。步骤三通过数据同步方法把图像数据数组photo 口中的实际测量值数据同步到带钢段上，生成带钢段的同步数据数组syn□，一条带钢的同步数据数量等于带钢段的数量n，下面我们通过末机架的轧制长度在带钢段图像数据中查找带钢段在到达末机架出口板形辊和其他检测仪表设备时对应的设备检测实际测量数据 I)选取末机架的物理位置作为数据同步的参考位置posRef，用来同步带钢段在到达除末机架外的其他检测仪表时对应仪表设备上产生的测量值数据，当带钢段到达末机架出口侧飞剪时，对该段带钢进行测量值同步处理；2)在图像数据数组photo 口中找到带钢段刚出末机架时的图像数据photo[i]，把photo[i]中末机架的轧制长度RLn[i]作为参考轧制长度，再根据末机架出口板形辊到末机架的水平距离S计算得到带钢段到达板形辊时末机架的轧制长度RLn = RLn[i]+ S；3)根据RLn循环向前或向后在图像数据数组photo 口中查找带钢段到达板形辊时的图像数据编号j，查找的条件为RLn[j] < RLn < RLn[j+1]；4)利用插值法对每个带钢段的同步数据进行平滑，其中插值法公式中的因子factor计算公式如下factor = (RLn-RLn[j]) / (RLn[j+1]-RLn[j])；5)最后得到该带钢段在经过板形辊设备时的同步数据syn[i]syn[i]=photo (j+1)^factor + photo (j)*(1-factor)；6)同理在计算带钢段到达末机架出口测厚仪时，除了 RLn= RLn(i) +末机架出口测厚仪距离末机架的距离不同以外，其他计算方法都一样。7)计算带钢段在末机架的实际测量值时，实测数据=photo [i]中末机架的数据，因为我们这里把末机架作为参考位置。8)计算带钢段在经过η-l机架时的实际值数据时，RL(n-l)=RL(n-l) (i)_ n_l机架和末机架的距离，循环向后查找带钢段到达η-l机架时的图像数据编号j find index jwhere RL(n_l) [j] < RL < RL(n-1) [j+1],剩下步骤如 4-5 同理；9)计算带钢段在经过n-2机架时的实际值数据时，RL(n_2) = (RL(n_2)[j]*factor+RL(n-2) [j_l]*(l-factor)))-(n_2)机架和(n-1)机架的距离，其中 j 和factor为8步骤中查询得到的，j是带钢段在n_l机架时图像数据的下标，剩下的同步骤8原理一致；10)同理步骤9可以计算得到带钢段在其他机架、首机架出入口测厚仪时的相应的同步测量值数据；11)完成带钢段的同步数据后把数据对应到带钢卷号存入数据库中。本发明提供一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，把冷连轧机中轧机段带钢轧制过程中的实测数据同步到带钢长度方向上即带钢段上，每条同步数据包含的是带钢段在经过机组生产线不同仪表设备时对应仪表设备当时的测量值数据，所有的同步数据在一起组成了一条以带钢长度为横坐标，仪表设备检测值为纵坐标的曲线，通过曲线可以查看每条带钢在任意长度上轧机段轧制时的各种现场仪表传感器的实际检测数据，通过数据同步可 以把时间域上的数据转换到空间域上，生成的带钢段数据曲线可以作为钢卷质量缺陷判断的依据。
图I本发明的总体方法流程图；图2本发明的同步数据方法流程图；图3本发明的逻辑说明图；图4本发明的实验室应用效果图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明
具体实施方式
作进一步的说明本发明的整个实现过程放在了冷连轧机中的轧机段过程控制系统中，方法依托的设备为过程控制系统服务器。作为过程控制系统中的一个子模块来完成本发明的实现过程，在这里本发明应用的机组为5机架冷连轧，故本发明的
具体实施方式
按照5机架冷连轧进行说明。本发明的具体实施方法如图I所示，包括以下几个步骤步骤一首先是把整个方法中的数据分为两类，一类是从基础自动化发送来的现场实际值数据，实际值数据经过处理后成为图像数据，图像数据属于在时间维度上的数据；另一类就是经过同步处理后的带钢段同步数据，同步数据则属于空间维度上的数据，也就是带钢长度方向上的数据。对带钢实际值对应现场检测仪表设备进行分类；把实际值数据分为9类，分别对应轧机段上的9个设备，9个设备包括5机架出口板形辊，5机架出口测厚仪，5机架，4机架，3机架，2机架，I机架出口测厚仪，I机架，I机架入口测厚仪；9类实际值数据包括5个机架的数据包括轧制长度、轧制力、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、机架线速度、机架电机功率、平均辊缝、前滑值、出口带钢厚度、出入口张力、中间辊串辊值；3个测厚仪的数据包括带钢厚度实际值和厚度测量偏差值；1个板形仪的数据包括压磁传感器反馈值、功效系数。因为一条带钢的长度通常在3000米左右，如果把带钢段划分的太小，会造成数据量过大，程序处理起来过慢，所以这里我们把每2米长的带钢看作是I点，这样通常一条带钢的同步数据有1500条左右，通过插值法用这1500点数据画出的曲线完全可以满足生产技术人员查看带钢各个长度段上的轧制参数实际值的需求。步骤二对所有实际测量值进行周期快速采集，并对末机架出口带钢每走行距离2米时间内的测量值进行平均值处理，生成图像数据数组photo []，由于末机架出口带钢的速度很快，为了能够得到有效的测量值数据，把测量值的采集周期设为100毫秒，由于冷连轧机是连续生产机组，为了使图像数据Photo []对应不同钢卷，所以当两条带钢的焊缝到达机架时，不管末机架出口带钢的走行距离有多小，此时都会生成图像数据photo[]。判断焊缝经过各个机架的方法为获取当前一次实际测量值mea与上一次的实际测量值old，分别得到两次测量值中的各个机架轧制长度mea. RL [k]和old. RL [k]，k为机架号，如果mea.RL[k]< old. RL [k]，判定焊缝经过了 k机架。步骤三通过数据同步方法把图像数据数组photo 口中的实际测量值数据同步到带钢段上，生成带钢段的同步数据数组syn[]，带钢段的同步数据是在带钢段到达5机架出口剪的时候才会生成，因为这里我们的数据包括5机架出口板形辊的数据，所以只有带钢段过了板形辊后，带钢段的同步数据才完整。如图3所示，带钢上方的编号带钢段I的图像数据编号，带钢I从I机架入口走行到5机架出口剪焊缝处被分为12段2米长的分段数据，带钢段I如图已经在5机架出口剪 处，对于这段带钢，从进入I机架到现在的位置，图像数据已经生成12条，此时带钢段I的同步数据才可以生成，此时我们用带钢段I在9的位置时的图像数据作为参考数据，通过参考数据中的5机架轧制长度分别计算得到带钢段I在到达步骤一中的9个仪表设备时对应仪表检测的实际值数据，生成带钢段I的同步数据流程如图2所示，下面我们通过末机架的轧制长度在带钢段图像数据中查找带钢段在到达末机架出口板形辊和其他检测仪表设备时对应的设备检测实际测量数据具体步骤如下I)选取5机架的物理位置作为数据同步的参考位置posRef，用来同步带钢段在到达5机架外的其他检测仪表时对应仪表设备上产生的测量值数据，当带钢段到达5机架出口侧飞剪时，对该段带钢进行测量值同步处理；2)在图像数据数组photo 口中找到带钢段刚出末机架时的图像数据photo[i]，把photo [i]中末机架的轧制长度RLn [i]作为参考轧制长度，根据板形辊到5机架的距离计算得到带钢段到达板形辊时5机架的轧制长度RL5 = RL5[i] +板形辊距离5机架的距离；i表示带钢段刚出5机架时的图像数据的下标；3)循环向前查找带钢段到达板形区域时的图像数据编号j find index j whereRL5[j] < RL < RL5[j+l]；4)计算插值法公式因子 factor = ( RL5_RL5[j] ) / (RL5[j+1]-RL5[j])；5)对于带钢段在各个区域的轧制数据计算公式如下带钢段在经过板形棍时的同步数据syn [i] =photo [j+1] *factor +photo[j]*(1-factor)；6)同理在计算带钢段到达5机架出口测厚仪时，除了 RL5= RL5[i] + 5机架出口测厚仪距离5机架的距离不同以外，其他计算方法都一样；7)计算带钢段在5机架的实际测量值时，实测数据=photo[i]中5机架的数据，因为我们这里把5机架作为参考位置；8)计算带钢段在经过4机架时的实际值数据时，RL4=RL4[i]_4机架和5机架的距离，循环向后查找带钢段到达4机架时的图像数据编号j find index j where RL4[j] <RL < RL4[j+l]，剩下步骤如4-5同理;9)计算带钢段在经过3机架时的实际值数据时，RL3=(RL3[j] * factor+RL3[j-l]* (I - factor)))-3机架和4机架的距离,其中j和factor为8步骤中查询得到的，剩下步骤如4-5同理；10)同理步骤9可以计算得到带钢段在2机架、I机架、I机架出入口测厚仪时的相应的实际测量值数据。注RL5为5机架轧制长度；11)完成带钢段的同步数据数组syn []后把数据对应到带钢卷号存入oracle9i数据库中。完成了带钢段I的同步数据后存储到对应钢卷号的同步数据库表中，在整个钢卷全部轧制完成后，syn[]数组中对应该钢卷会有1000多个同步数据，通过VB6编写的过程控制HMI程序可以在画面上显示整条带钢的轧制数据趋势图，跟其他系统不同的是所有的轧制参数实际值数据都是在带钢长度方向上的。实际效果如图4所示，这样生产技术人员在钢卷出现质量缺陷后可以通过查看钢卷的同步数据检查到底是什么原因造成的，轧制力 过大，还是张力过大，对生产技术人员分析钢卷质量问题上的指导意义很大。
权利要求
1.一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，其特征在于根据冷连轧生产线区域内检测仪表设备对实际测量值进行分类，所有实际测量值分别对应到各个检测仪表设备上；然后对所有实际测量值进行周期快速采集，并对末机架出口带钢每走行距离L时间内的测量值进行平均值处理，生成图像数据数组Photo []，走行距离L也是设定的带钢段长度，根据L可以把整条带钢分为η段，η=带钢总长度/L，最后通过数据同步方法把图像数据数组photo []中的实际测量值数据同步到带钢段上，生成带钢段的同步数据数组syn □，一条带钢的同步数据数量等于带钢段的数量n，具体同步的过程包括以下几个步骤 1)选取末机架的物理位置作为数据同步的参考位置posRef，用来同步带钢段在到达除末机架外的其他检测仪表时对应仪表设备上产生的测量值数据，当带钢段到达末机架出口侧飞剪时，对该段带钢进行测量值同步处理； 2)在图像数据数组photo口中找到带钢段刚出末机架时的图像数据photo[i],把photo[i]中末机架的轧制长度RLn[i]作为参考轧制长度，再根据不同仪表检测设备的物理位置到末机架的水平距离S计算得到带钢段到该设备时末机架的轧制长度RLn =RLn [i]+ S ； 3)根据RLn循环向前或向后在图像数据数组photo[]中查找带钢段到达该仪表检测设备时的图像数据编号j，查找的条件为RLn[j] < RLn < RLn[j+1]； 4)利用插值法对每个带钢段的同步数据进行平滑，其中插值法公式中的因子factor计算公式如下factor = (RLn-RLn[j]) / (RLn[j+1]-RLn[j])； 5)最后得到该带钢段在经过该仪表检测设备时的同步数据syn[i]syn[i]=photo(j+1)^factor + photo (j)*(1-factor)； photo [j]和photo[j+l]为图像数组数据中的该仪表检测设备的测量值。
2.根据权利要求I所述一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，其特征在于根据冷连轧生产线区域内检测仪表设备对实际测量值进行分类，所有实际测量值分别对应到各个检测仪表设备上，实际值数据分生产线上不同检测仪表设备的测量值，其中包括末机架出口板形辊测量数据，末机架出口测厚仪测量数据，各个机架测量数据，首机架出口测厚仪测量数据，首机架入口测厚仪测量数据。
3.根据权利要求I所述一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，其特征在于当焊缝经过各个机架时，末机架出口带钢走行距离不到L就对实际值平均处理，判断焊缝经过各个机架的方法为获取当前一次实际测量值mea与上一次的实际测量值old，分别得到两次测量值中的各个机架轧制长度mea. RL[k]和old. RL[k]，k为机架号，如果mea. RL[k]〈 old.RL [k]，判定焊缝经过了 k机架。
全文摘要
本发明提供一种冷连轧机带钢段数据同步的方法，根据冷连轧生产线区域内检测仪表设备对实际测量值进行分类，然后对所有实际测量值进行周期快速采集，对一定时间内的测量值进行平均值处理，生成图像数据数组photo[]，最后通过数据同步方法把图像数据数组photo[]中的实际测量值数据同步到带钢段上，生成带钢段的同步数据数组syn[]，同步数据数组syn[]在一起组成了一条以带钢长度为横坐标，仪表设备检测值为纵坐标的曲线，通过曲线可以查看每条带钢在任意长度上轧机段轧制时的各种现场仪表传感器的实际检测数据，通过数据同步可以把时间域上的数据转换到空间域上，生成的带钢段数据曲线可以作为钢卷质量缺陷判断的依据。
文档编号B21B37/28GK102896155SQ201210408189
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者宋君, 刘宝权, 王奎越, 吴萌, 秦大伟, 张岩, 王军生, 王晓慧, 费静 申请人:鞍钢股份有限公司