一种预测带钢跑偏值的方法和装置与流程

1.本技术涉及图像数据处理技术领域，尤其涉及一种预测带钢跑偏值的方法和装置。


背景技术：

2.带钢完成冷轧工序后，带钢板形对后续机组的加工质量有着重大影响。在连退机组生产中，带钢板形的应力分布是造成带钢跑偏的重要因素；在快速生产的连续退火机组中，如果带钢板形偏差严重，带钢在连退机组就会严重跑偏，造成生产降速，甚至断带等恶性生产事故。
3.当带钢在连退机组跑偏时，操作人员通常采取降速的方式来逐渐纠正带钢位置，但对带钢降速一方面会导致带钢在炉内停留的时间增加，带钢加热时间过长也对带钢最终的产品性能造成影响；另一方面降速的方式使一种被动控制策略，控制效率不高且滞后。


技术实现要素：

4.为了提前预测带钢跑偏情况，从而提前设置连退机组内带钢纠偏机制，将带钢跑偏值控制在产品误差允许范围内，
5.第一方面，本技术提供了一种预测带钢跑偏值的方法，包括：
6.获取训练数据，向连退跑偏值预测模型输入所述训练数据；
7.所述连退跑偏预测模型根据所述训练数据生成跑偏预测曲线和超出预设的上限值的异常数据信息；
8.将所述跑偏预测曲线和所述异常数据信息作为预测结果输出，用于优化连退线的纠偏机制。
9.进一步，所述训练数据包括带钢的板形数据和跑偏数据；所述板形数据包括带钢每帧板形沿宽度方向或长度方向的板形应力值；所述跑偏数据包括每帧板形数据在连退线对应的跑偏值。
10.进一步，所述板形数据通过现场板形仪采集获得；所述跑偏数据通过连退线纠偏辊编码器采集获得。
11.进一步，所述预设的上限值的异常数据信息包括，预警数量值或预警百分比上限值的板形帧数量，以及所述跑偏值大于所述预警数量值或所述预警百分比上限值的区域位置及长度。
12.进一步，本技术提供的一种预测带钢跑偏值的方法还包括：
13.通过所述训练数据生成训练数据格式列表；
14.将所述训练数据格式列表输入机器学习算法，生成所述连退跑偏值预测模型。
15.进一步，所述训练数据格式列表包括初始训练数据格式列表，和由所述初始训练数据格式列表降维生成的二级训练数据格式列表；所述初始训练格式列表由所述训练数据排序得到；所述降维方式包括采用五次勒让德正交多项式对所述初始训练数据格式列表拟
合，得到每帧的拟合多项式系数。
16.进一步，所述将训练数据格式列表代入机器学习算法，包括判断是否更新所述二级训练数据格式列表；当判断结果为是，采用更新的所述二级训练数据格式列表重构所述连退跑偏值预测模型；当判断结果为否，采用当前所述二级训练数据格式列表构建的所述连退跑偏值预测模型。
17.第二方面，本技术提供了一种预测带钢跑偏值的装置，包括：
18.输入单元，用于向连退跑偏值预测模型输入所述训练数据；
19.计算单元，用于根据所述训练数据生成跑偏预测曲线，输出超出预设的上限值的异常数据信息；
20.输出单元，用于将所述跑偏预测曲线和所述异常数据信息作为预测结果输出，优化连退线的纠偏机制。
21.第三方面，本技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面任一所述的方法步骤。
22.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面中任一所述的方法步骤。
23.有益效果：
24.本技术中，连退跑偏值预测模型根据带钢的板形数据和跑偏数据生成跑偏预测曲线和超出预设的上限值的异常数据信息，跑偏预测曲线能直观展示所预测的带钢在连退机组加工时的跑偏情况；通过分析预设的上限值的异常数据信息提前设置纠偏机制，调整生产工艺带钢纠偏的控制参数，将带钢在连退工序中跑偏值控制在行业误差允许范围内，提高带钢加工质量和生产效率，降低生产成本，提高经济效益。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本技术实施例1提供的一种预测带钢跑偏值的方法流程图；
27.图2是本技术实施例2提供的一种预测带钢跑偏值的装置结构示意图；
28.图3是本技术实施例3提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
30.实施例1
31.结合附图1，实施例1提供了一种预测带钢跑偏值的方法，包括以下步骤，
32.s101，输入训练数据，所述训练数据包括带钢的板形数据和跑偏数据；
33.通过现场板形仪采集不同品牌、不同型号带钢的板形数据；通过连退线纠偏辊编码器采集不同品牌、不同型号带钢在连退线内的跑偏数据；将板形数据和跑偏数据作为训
练数据；
34.s102，通过训练数据生成训练数据格式列表；
35.为初始训练数据设置格式，如表1所示，
36.表1：初始训练数据格式列表
37.zone1zone2zone3
……
zone(n-2)zone(n-1)zonen跑偏值
38.其中，zone1...zonen为带钢每一帧板形沿宽度方向的各个板形应力值，通过板形仪传感器测量得到；跑偏值为相应的一帧板形在连退线对应的跑偏值；
39.将(zone1,zone2,zone3,
……
zonen)作为特征值，将跑偏值作为目标值；
40.由于使用的板形仪传感器数量较多，一般为几十到上百个，因此对应的将(zone1,zone2,zone3,
……
zonen)作为特征向量的维数也较高，直接将高维度特征向量代入机器学习算法会导致维数爆炸的缺陷，所以应当先进行降维；
41.对每一帧板形数据zone1～zonen，选择五次勒让德正交多项式进行拟合，得到每一帧的拟合多项式系数：(c0,c1,c2,c3,c4)，
42.为更新训练数据设置格式，如表2所示，
43.表2：二级训练数据格式列表
44.c0c1c2c3c4跑偏值
45.s103，将完成降维的更新训练数据代入机器学习算法进行knn训练，得到当前连退跑偏值预测模型；
46.s104.1，判断是否更新当前连退跑偏值预测模型；
47.s104.2，当判断结果为是，重构连退跑偏值预测模型；
48.s104.3，当判断结果为否，采用当前连退跑偏值预测模型；
49.s105，通过跑偏预测模型计算跑偏预测曲线；设置预警上限值，统计超出预警上限值的异常数据信息，将跑偏预测曲线和异常数据信息作为预测结果；
50.s106，输出连退跑偏值预测模型的预测结果。
51.实施例2
52.与实施例1不同之处在于，实施例2提供了一种预测带钢跑偏值的装置，结合附图2，一种预测带钢跑偏值的装置包括：
53.输入单元201，包括数据库2011和数据选择栏2012，数据库2011用于采集和录入训练数据；数据选择栏2012用于选择训练数据；所述训练数据包括带钢的板形数据和跑偏数据；
54.计算单元202，用于通过训练数据生成训练数据格式列表；将训练数据格式列表代入机器学习算法，得到连退跑偏值预测模型；通过跑偏预测模型计算跑偏预测曲线；设置预警上限值，统计超出预警上限值的异常数据信息，将跑偏预测曲线和异常数据信息作为预测结果；
55.输出单元203，用于输出连退跑偏值预测模型的预测结果，包括连退跑偏曲线展示框架2031和跑偏值统计结果输出栏2032；所述连退跑偏曲线展示框架2031用于展示连退跑偏曲线，所述跑偏值统计结果输出栏2032用于展示异常数据信息；
56.实施例2提供的一种预测带钢跑偏值的装置，采用图形化的人机对话界面200，图形化界面有助于提高分析处理效率；
57.用户向跑偏值统计结果输出栏输入需要预测的钢卷品牌和型号，输入单元201采集相应的训练数据，计算模块202通过训练数据生成二级训练数据格式列表，计算模块202计算带钢的跑偏值，从定量的角度计算出整卷带钢整体的跑偏曲线；根据设定的预警上限值，计算模块202统计超出预警上限值的异常数据信息，将跑偏预测曲线和异常数据信息作为预测结果；
58.输出单元203将连退跑偏曲线显示在连退跑偏曲线展示框架2031上；将连退跑偏值统计的异常数据信息显示在跑偏值统计结果输出栏2032上，异常数据信息包括，超出预警数量值或预警百分比上限值的板形帧数量，以及跑偏值大于预警数量值或预警百分比上限值的区域位置及长度。
59.工作人员根据预测结果，控制后续生产过程：
60.设置预警值，实施例2中设定观察对象为a段带钢，观察长度为50m，设定预警值上线比例为30％，
61.当a段带钢50m长度内跑偏值大于预警值的数量多于5个，则该段带钢有较大概率出现跑偏问题。在后续连退生产时，对连退线带钢纠偏装置设定值进行参数修订，或对需要降速的带钢段进行降速处理。
62.在生产时，可设定当一卷带钢从酸轧下线后，根据该钢卷的板形数据，自动计算出此卷的跑偏预测数据。若存在降速的区段和需要锁定的问题钢卷，系统将发送计算结果给生产控制管理窗口，给出报警提示，以便于操作人员和管理人员进行下一步处理。
63.如果全部钢卷累计跑偏值超报警值数量百分比到达30％或者某局部带钢跑偏值超过预警值比例30％，则判定该钢卷为板形问题钢卷，并在生产系统中锁定该钢卷。此卷在质检员进一步质检前不允许进入下一生产工序。
64.本实施例2采用连退跑偏值预测模型装置，通过图形化的人机对话界面提高分析处理效率，协助质检人员了解带钢板形情况，提前采取纠偏措施，通过调整带钢纠偏的控制参数，将带钢在连退工序中跑偏值控制在行业误差允许范围内，提高带钢加工质量和生产效率，降低生产成本，提高经济效益。
65.实施例3
66.基于相同的发明构思，本技术实施例3提供一种电子设备，如附图3所示，包括存储器304、处理器302及存储在存储器304上并可在处理器302上运行的计算机程序，所述处理器302执行所述程序时实现上述有向图绘制方法的步骤。
67.其中，在图3中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口306在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。
68.实施例4
69.基于相同的发明构思，本技术实施例4提供了一种计算机可读存储介质，其上存储
有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述预测带钢跑偏值的方法的步骤。
70.在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本技术也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本技术的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本技术的最佳实施方式。
71.以上所述的仅是本技术的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本技术结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本技术的保护范围，这些都不会影响本技术实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。