[发明专利]一种模拟中厚板轧机轧制过程的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金自动化技术领域，具体涉及一种模拟中厚板轧机轧制过程的控制系统及方法。

背景技术

中厚钢板是国民经济发展所必须的重要钢铁材料，通过中厚板轧机热轧得到。中厚板轧机作为轧钢设备的主力轧机之一，其发展水平代表了一个国家钢铁工业发展的水平，而中厚板轧机的自动化控制水平也体现了一个国家冶金自动化技术的水平。

一般中厚板轧机自动化控制系统的组成如图1所示，包括：三级生产管理系统、二级过程控制系统、一级基础自动化系统。过程控制系统是中厚板轧机自动化控制系统中最重要的组成部分。过程控制系统在中厚板轧机生产过程中能够跟踪轧制过程，利用数据模型进行设定计算，并为基于中厚板轧机轧制过程的过程控制系统提供设定数据，实现中厚板轧机轧制过程控制。为了更好的实现控制功能，在中厚板轧机过程控制系统的设计、调试和现场应用过程中，需要有模拟中厚板轧机轧制过程的方法，以满足基于中厚板轧机轧制过程的过程控制系统进行功能测试、调试和优化的需要。目前对中厚板轧机轧制过程的模拟都是在自动化控制系统中设计开发模拟功能模块，基于工艺模型，以及基于对轧制逻辑的预测，通过模拟功能产生与实际轧制过程类似的信号和数据。但这类模拟方法需要编制大量针对轧机设备和仪表产生轧制过程实际数据的仿真程序，且需根据实际轧制过程正确安排数据产生的逻辑顺序，因此这类模拟方法实现起来非常繁琐。而且，这类模拟方法产生的数据基于模型预测或预估，无法保证模拟数据的合理性和准确性，数据信息也无法完全再现实际轧制过程。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种模拟中厚板轧机轧制过程的控制系统及方法。

本发明的技术方案：

一种模拟中厚板轧机轧制过程的控制系统，包括：

数据通讯模块，用于周期性接收基础自动化系统采集的中厚板轧机轧制过程的实际数据，并将该实际数据分别发送给过程跟踪模块和数据存储模块；将过程跟踪模块传来的中厚板轧机设定数据传给基础自动化系统；所述实际数据包括：操作侧轧制力、传动侧轧制力、操作侧辊缝、传动侧辊缝、上辊转速、下辊转速、上辊主电机电流、下辊主电机电流、轧件在轧机入口温度、轧件在轧机出口温度、轧机入口推床开口度、轧机出口推床开口度、测厚仪实测厚度、轧机入口热金属检测器信号、轧机出口热金属检测器信号以及首道次信号、末道次信号、咬钢信号、抛钢信号、当前道次数、总道次数和轧制模式；

数据存储模块，用于以数据文件形式存储经数据通讯模块传送来的中厚板轧机轧制过程的实际数据，并根据中厚板轧机过程控制系统需要，将数据传递给数据回放模块；

数据回放模块，用于周期性读取数据存储模块发送来的中厚板轧机轧制过程的实际数据，并将该实际数据作为中厚板轧机轧制过程回放数据发送给过程跟踪模块；

过程跟踪模块，用于在实际轧制时接收数据通讯模块传送的中厚板轧机轧制过程实际数据，或在回放中厚板轧机轧制过程时接收数据回放模块发送的轧制过程回放数据；通过不断接收实际轧制过程的实际数据或通过不断接收回放轧制过程的回放数据，判断、跟踪并记录轧线上轧件的轧制工艺过程，所述轧制工艺过程包括：轧件进入轧机区域，轧件开始首道次轧制，每道次的咬钢、稳定轧制、轧制结束抛钢的轧制过程，轧件离开轧机区域；传递过程控制系统所需的数据给数据管理模块和模型计算模块，所述的过程控制系统所需的数据包括：轧件基本信息数据、设备参数数据、模型参数数据、模型计算数据、回放工艺数据、生产报表数据；传递中厚板轧机设定数据给数据通讯模块；

数据管理模块，用于对存有过程控制系统所需数据的数据库进行插入、更新和查询操作，并将数据传至过程跟踪模块；

模型计算模块，用于轧件进入轧机区域时，根据过程跟踪模块传送的轧件基本信息数据、轧机设备数据、模型参数数据进行中厚板轧机设定数据的预计算，得到中厚板轧机的设定数据预计算值；轧制过程中，利用过程跟踪模块传送回放工艺数据进行模型参数自学习得到当前道次的模型参数数据，并根据轧件基本信息数据、轧机设备数据、当前道次的模型参数数据计算得到下一道次的中厚板轧机设定数据，传递当前道次的模型参数数据和下一道次的轧机设定数据给过程跟踪模块。

采用所述的模拟中厚板轧机轧制过程的控制系统来模拟中厚板轧机轧制过程的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：基础自动化系统采集中厚板轧机轧制过程的实际数据；