CN102151694B - 一种重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法，其通过对重轨钢坯在进入加热炉之前编制钢坯跟踪号，根据钢坯跟踪号进行加热炉内的钢坯跟踪和轧机生产线轧制过程的钢坯跟踪；在BD1轧机、BD2轧机、TDM轧机轧制重轨钢坯的过程中，记录各轧机的各个轧制道次，实时采集各道次轧制过程中的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流，分别对实时采集的数据进行描点、连点成线，从而获得各轧机各道次轧制过程中的实时状态曲线。本方法不仅能自动采集重轨轧制过程的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流，而且能将实时采集的数据与重轨钢坯跟踪号、轧制道次对应起来，便于查询某支重轨在历史轧制过程中的状态。

Description

一种重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法

技术领域

本发明涉及计算机实时数据采集技术，具体涉及记录重轨在轧制过程中的实时状态曲线的方法。

背景技术

在重轨的生产过程中，重轨钢坯需要通过加热炉的加热、重轨轧机生产线的轧制和冷却台架进行冷却，以达到精确控制重轨的微观组织的目的。工程技术人员在研究重轨轧制过程时，轧制温度、轧制速度、轧制力等工艺技术参数是主要考虑的因素之一。

在重轨轧制生产技术中，如何提高重轨轧制效率、节约能源、降低生产制造成本、实现可持续发展仍是其基本研究开发方向。为实现这些目的，需要研究重轨在轧制过程中的历史数据，找出影响重轨轧制过程中的不利因素。

然而，目前工程技术人员在研究重轨钢坯的轧制过程中，可以在基础自动化LEVEL 1系统的HMI终端上看到轧制过程的轧制温度、轧制速度、轧制力、电机电流曲线，但是显示的轧制温度、轧制力、轧制速度、电机电流曲线仅与当前轧制的重轨有关，且没有与钢坯跟踪号一一对应，因此不能查询某支重轨的历史轧制过程的状态。

因此，有必要提供一种自动采集和记录重轨轧机生产线的重轨轧制过程中的重轨钢坯跟踪号、轧机轧制道次相对应的轧制温度、轧制速度、轧制力、电机电流等实时数据的方法来克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法，不仅能自动采集重轨轧制过程的轧制温度、轧制力、轧制速度、电机电流、轧辊辊缝值，而且能将数据与重轨钢坯跟踪号、轧制道次对应起来，便于查询某支重轨的历史轧制过程中的实时轧制状态曲线图，为工程技术人员提供一种研究重轨轧制过程的生产、工艺技术参数有力的工具。

为了实现上述目的，本发明提供了一种重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法，包括如下步骤：

对重轨钢坯在进入加热炉之前编制钢坯跟踪号，根据钢坯跟踪号进行加热炉内的钢坯跟踪和轧机生产线轧制过程的钢坯跟踪；

在BD1轧机、BD2轧机、TDM轧机轧制该钢坯跟踪号的重轨钢坯的过程中，记录BD1轧机、BD2轧机、TDM轧机的各个轧制道次，并实时采集各道次轧制过程中的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流，分别对实时采集的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流进行描点、连点成线，从而获得BD1轧机、BD2轧机、TDM轧机各道次轧制过程中的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，将各曲线与BD1轧机、BD2轧机、TDM轧机的轧制道次、钢坯跟踪号相对应。

与现有技术相比，本重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法是首先对重轨钢坯在进入加热炉之前编制钢坯跟踪号，然后在重轨钢坯轧制过程中的按照钢坯跟踪号进行跟踪，同时跟踪各轧机的轧制道次，记录BD1、BD2、TDM轧机各道次轧制过程中的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据进行采集，并绘制出轧制过程中的实时状态曲线图，包括轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线。这些数据及对应的曲线不仅与开轧道次及轧机对应，而且与钢坯跟踪号对应，因此可以通过某支重轨钢坯跟踪号，查询该重轨钢坯的历史轧制过程中的实时状态曲线和数据，为控制重轨轧制的生产过程、改进生产工艺技术提供可靠的依据。

本方法可以推广到其它轧机生产的其它领域；如板材、线材的轧机轧制过程中的实时状态生产、工艺参数曲线的采集与记录。提高板材、线材轧制效率、节约能源、降低制造成本、实现可持续发展仍然是钢材的轧制生产、工艺技术的基本研究开发方向。

在本发明的一个实施例中，所述各道次轧制过程中的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流的采集周期为20ms。

实时数据采集周期的时间为20ms，在重轨轧制过程中的实时状态图中可以清晰的反映出轧机的轧制速度、轧制力、电机电流的实时状态曲线的变化情况，轧机在钢坯咬入时轧制力突然增加，在轧制过程轧轧制力曲线平缓，钢坯在脱离轧机的瞬间轧制力突然降低。因为重轨在BD1、BD2、TDM轧机各道次轧制过程中轧制的时间周期为4-10s，若实时采集数据的周期时间过长可能只采集几个点的数据，达不到采集实时数据的效果。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法的流程图。

图2为图1所示重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法涉及的硬件示意图。

图3为图1所示重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法的BD1轧机的各道次轧制力曲线图。

图4为图1所示重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法中记录的BD2轧机的各道次轧制力曲线图。

图5为图1所示重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法中记录的TMD轧机的各道次轧制力曲线图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

如图1，本发明重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法的方法包括如下步骤：

步骤S1、重轨钢坯在进入加热炉前，加热炉LEVEL 2系统11对每支重轨钢坯编制钢坯跟踪号，编号规则是：轧制批号+A/B+顺序号，其中，“A”为1#炉，“B”为2#炉，顺序号为钢坯进入加热炉时的顺序编号(此时重轨钢坯送入加热炉进行加热)；

步骤S2、重轨钢坯加热完成后，加热炉LEVEL 2系统11发送钢坯出炉信息给轧机LEVEL 2系统12(出炉后的重轨钢坯送入BD1轧机进行轧制)，并发送钢坯跟踪号到数据处理服务器9，数据处理服务器9根据钢坯跟踪号跟踪重轨钢坯；

步骤S3、轧机LEVEL 1系统4检测到重轨钢坯在BD1轧机的轧制位置时，发送重轨钢坯到位信息给轧机LEVEL 2系统12，并将轧机LEVEL 1系统4的BD1控制PLC1的轧制状态模块置“1”，表示BD1开轧的第一道次；

步骤S4、轧机LEVEL 2系统12接收到重轨钢坯到位信息后，将钢坯跟踪号写入轧机LEVEL 1系统4的BD1控制PLC 1的钢坯跟踪号数据模块，并将钢坯跟踪号发送至数据处理服务器9，数据处理服务器9将重轨钢坯跟踪号标注在BD1的重轨轧制过程中的实时状态曲线图上(重轨轧制过程中的实时状态曲线图的X坐标是时间，Y轴坐标是以查找实时采集数据中的最大值为上限值；

步骤S5、轧机LEVEL 1系统4启动BD1数据采集前置机5，BD1数据采集前置机5读取BD1控制PLC 1采集的钢坯跟踪号数据模块的钢坯跟踪号和轧制状态模块的开轧道次、以及BD1轧机的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据，并将采集的各类实时状态数据发送到过程控制LEVEL 2系统8的实时数据采集服务器9中；

步骤S6、实时数据处理服务器9将BD1数据采集前置机5读取的各类实时状态数据存储到实时数据库中，实时数据采集服务器9利用编制计算机的软件程序将各类实时状态数据进行描点、连点成线，从而获得BD1轧机第一道次的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，控制台显示终端10可以根据需要选择显示轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线中的一个或多个(多个同时显示，图3展示了控制台显示终端10显示的BD1轧机各道次的的轧辊辊缝值、轧制力曲线，其中重轨是“钢坯跟踪号E0A15250B008”)；

步骤S7、轧机LEVEL 1系统4检测到该重轨钢坯第一道次轧制完毕后，将BD1控制PLC1的轧制状态数据模块置“2”，表示开轧的是第二道次.以此往返直到BD1轧机轧制结束(BD1轧制完成后，重轨钢坯进入BD2轧机)；

步骤S8、轧机LEVEL 1系统4检测到重轨钢坯在BD2轧机的轧制位置时，发送重轨钢坯到位信息给轧机LEVEL 2系统12，将BD2控制PLC 2的轧制状态模块置“1”，表示BD2开轧的第一道次；

步骤S9、轧机LEVEL 2系统12接收重轨钢坯到位信息后，将钢坯跟踪号写入轧机LEVEL 1系统4的BD2控制PLC 2的钢坯跟踪号数据模块，并将钢坯跟踪号发送至数据处理服务器9，数据处理服务器9将重轨钢坯跟踪号标注在BD2的重轨轧制过程中的实时状态曲线图上(重轨轧制过程中的实时状态曲线图的X坐标是时间，Y轴坐标是以查找实时采集数据中的最大值为上限值；

步骤S10、轧机LEVEL 1系统4启动BD2数据采集前置机6，BD2数据采集前置机6读取BD2控制PLC 2采集的钢坯跟踪号数据模块的钢坯跟踪号和轧制状态模块的开轧道次、以及BD2轧机的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据，并将采集的各类实时状态数据发送到过程控制LEVEL 2系统8的实时数据采集服务器9中；

步骤S11、实时数据处理服务器9将接收到的各类实时状态数据存储到实时数据库中，实时数据处理服务器9将各类实时状态进行描点、连点成线，从而获得BD2轧机第一道次的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，控制台显示终端10可以根据需要选择显示轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线中的一个或多个(多个同时显示，图4展示了控制台显示终端10显示的BD2轧机各道次的的轧辊辊缝值、轧制力曲线，其中重轨是“钢坯跟踪号E0A15250B008”)；

步骤S12、轧机LEVEL 1系统4检测到该重轨钢坯第一道次轧制完毕后，将BD1控制PLC2的轧制状态数据模块置“2”，表示开轧的是第二道次。以此往返直到BD2轧制结束(BD2轧制完成后，重轨钢坯进入TDM轧机)；

步骤S13、轧机LEVEL 1系统4检测重轨钢坯在TDM轧机的轧制位置时，发送重轨钢坯到位信息给轧机LEVEL 2系统12，将TDM控制PLC 3的轧制状态模块置“1”，表示TDM开轧的第一道次；

步骤S14、轧机LEVEL 2系统12接收重轨钢坯到达TDM轧机的到位信息后，将钢坯跟踪号写入轧机LEVEL 1系统4的TDM控制PLC 3的钢坯跟踪号数据模块，并将钢坯跟踪号发送至数据处理服务器9，数据处理服务器9将重轨钢坯跟踪号标注在TDM的重轨轧制过程中的实时状态曲线图上(重轨轧制过程中的实时状态曲线图的X坐标是时间，Y轴坐标是以查找实时采集数据中的最大值为上限值；

步骤S15、轧机LEVEL 1系统4启动TDM数据采集前置机7，TDM数据采集前置机7读取TDM控制PLC 3采集的钢坯跟踪号数据模块的钢坯跟踪号和轧制状态模块的开轧道次、UR、E、UF轧机(TDM轧机是一组连轧机组，其名称为UR、E、UF)的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据，并将采集的各类实时状态数据发送到过程控制LEVEL 2系统8的实时数据处理服务器中9；

步骤S16、实时数据处理服务器9将TDM数据采集前置机7发送的各类实时状态数据存储到实时数据库中，实时数据处理服务器9将该各类实时状态数据进行描点、连点成线，从而获得TDM轧机(UR、E、UF轧机)第一道次的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，控制台显示终端10可以根据需要选择显示轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线中的一个或多个(多个同时显示，图5展示了控制台显示终端10显示的TDM轧机(UR、E、UF轧机)各道次的轧辊辊缝值、轧制力曲线，其中重轨是“钢坯跟踪号E0A15250B008”)；

步骤S17、轧机LEVEL 1系统4检测到该重轨钢坯第一道次轧制完毕后，将TDM控制PLC 3的轧制状态数据模块置“2”，表示开轧的是第二道次。以此往返直到TDM轧制结束。

由上述技术方案可知，本方法是对重轨钢坯对BD1、BD2、TDM轧机各道次轧制过程的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流、钢坯跟踪号、开轧道次实时进行采集(步骤S5、S10、S15)，并绘制出轧制力曲线(步骤S6、S11、S16)，这些数据及对应的曲线不仅与开轧道次及轧机对应，而且与钢坯跟踪号对应，可以查询某支重轨钢坯跟踪号来的显示历史轧制过程的状态和数据，为控制重轨轧制生产过程、改进工艺技术提供依据。

本方法可以推广到轧机生产的其它领域；如板材、线材的轧机生产过程的轧制力等生产、工艺参数曲线的采集与记录。提高重轨轧制效率、节约能源、节省合金、降低制造成本、实现可持续发展仍然是重轨轧制生产技术的基本研究开发方向。

本方法中BD1控制PLC 1、BD2控制PLC 2，TDM控制PLC 3采集的周期为20ms。

实时数据采集周期的时间为20ms，在重轨轧制过程中的实时状态图中可以清晰的反映出轧机的轧制速度、轧制力、电机电流的实时状态曲线的变化情况，轧机在钢坯咬入时轧制力突然增加，在轧制过程轧轧制力曲线平缓，钢坯在脱离轧机的瞬间轧制力突然降低。因为重轨在BD1、BD2、TDM轧机各道次轧制过程中轧制的时间周期为4-10s，若实时采集数据的周期时间过长可能只采集几个点的数据，达不到采集实时数据的效果。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (1)

1.一种重轨在轧制过程中的实时状态曲线记录方法，包括如下步骤：

步骤S1、重轨钢坯在进入加热炉前，加热炉系统对每支重轨钢坯编制钢坯跟踪号，编号规则是：轧制批号+A/B+顺序号，其中，“A”为1#炉,“B”为2#炉，顺序号为钢坯进入加热炉时的顺序编号，此时重轨钢坯送入加热炉进行加热；

步骤S2、重轨钢坯加热完成后，加热炉系统发送钢坯出炉信息给轧机系统，出炉后的重轨钢坯送入BD1轧机进行轧制，并发送钢坯跟踪号到数据处理服务器，数据处理服务器根据钢坯跟踪号跟踪重轨钢坯；

步骤S3、轧机系统检测到重轨钢坯在BD1轧机的轧制位置时，发送重轨钢坯到位信息给轧机系统，并将轧机系统的BD1控制的轧制状态模块置“1”，表示BD1开轧的第一道次；

步骤S4、轧机系统接收到重轨钢坯到位信息后，将钢坯跟踪号写入轧机系统的BD1控制的钢坯跟踪号数据模块，并将钢坯跟踪号发送至数据处理服务器，数据处理服务器将重轨钢坯跟踪号标注在BD1的重轨轧制过程中的实时状态曲线图上，重轨轧制过程中的实时状态曲线图的X坐标是时间，Y轴坐标是以查找实时采集数据中的最大值为上限值；

步骤S5、轧机系统启动BD1数据采集前置机，BD1数据采集前置机读取BD1控制采集的钢坯跟踪号数据模块的钢坯跟踪号和轧制状态模块的开轧道次、以及BD1轧机的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据，并将采集的各类实时状态数据发送到过程控制系统的实时数据采集服务器中；

步骤S6、实时数据处理服务器将BD1数据采集前置机读取的各类实时状态数据存储到实时数据库中，实时数据采集服务器利用编制计算机的软件程序将各类实时状态数据进行描点、连点成线，从而获得BD1轧机第一道次的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，控制台显示终端可以根据需要选择显示轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线中的一个或多个；

步骤S7、轧机系统检测到该重轨钢坯第一道次轧制完毕后，将BD1控制的轧制状态数据模块置“2”，表示开轧的是第二道次.以此往返直到BD1轧机轧制结束，BD1轧制完成后，重轨钢坯进入BD2轧机；

步骤S8、轧机系统检测到重轨钢坯在BD2轧机的轧制位置时，发送重轨钢坯到位信息给轧机系统，将BD2控制的轧制状态模块置“1”，表示BD2开轧的第一道次；

步骤S9、轧机系统接收重轨钢坯到位信息后，将钢坯跟踪号写入轧机系统的BD2控制的钢坯跟踪号数据模块，并将钢坯跟踪号发送至数据处理服务器，数据处理服务器将重轨钢坯跟踪号标注在BD2的重轨轧制过程中的实时状态曲线图上，重轨轧制过程中的实时状态曲线图的X坐标是时间，Y轴坐标是以查找实时采集数据中的最大值为上限值；

步骤S10、轧机系统启动BD2数据采集前置机，BD2数据采集前置机读取BD2控制采集的钢坯跟踪号数据模块的钢坯跟踪号和轧制状态模块的开轧道次、以及BD2轧机的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据，并将采集的各类实时状态数据发送到过程控制系统的实时数据采集服务器中；

步骤S11、实时数据处理服务器将接收到的各类实时状态数据存储到实时数据库中，实时数据处理服务器将各类实时状态进行描点、连点成线，从而获得BD2轧机第一道次的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，控制台显示终端可以根据需要选择显示轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线中的一个或多个；

步骤S12、轧机系统检测到该重轨钢坯第一道次轧制完毕后，将BD1控制的轧制状态数据模块置“2”，表示开轧的是第二道次，以此往返直到BD2轧制结束，BD2轧制完成后，重轨钢坯进入TDM轧机；

步骤S13、轧机系统检测重轨钢坯在TDM轧机的轧制位置时，发送重轨钢坯到位信息给轧机系统，将TDM控制的轧制状态模块置“1”，表示TDM开轧的第一道次；

步骤S14、轧机系统接收重轨钢坯到达TDM轧机的到位信息后，将钢坯跟踪号写入轧机系统的TDM控制的钢坯跟踪号数据模块，并将钢坯跟踪号发送至数据处理服务器，数据处理服务器将重轨钢坯跟踪号标注在TDM的重轨轧制过程中的实时状态曲线图上，重轨轧制过程中的实时状态曲线图的X坐标是时间，Y轴坐标是以查找实时采集数据中的最大值为上限值；

步骤S15、轧机系统启动TDM数据采集前置机，TDM数据采集前置机读取TDM控制采集的钢坯跟踪号数据模块的钢坯跟踪号和轧制状态模块的开轧道次、UR、E、UF轧机的轧制温度、轧制速度、轧制力、轧辊辊缝值、电机电流数据，并将采集的各类实时状态数据发送到过程控制系统的实时数据处理服务器中，其中TDM轧机是一组连轧机组，其名称为UR、E、UF；

步骤S16、实时数据处理服务器将TDM数据采集前置机发送的各类实时状态数据存储到实时数据库中，实时数据处理服务器将该各类实时状态数据进行描点、连点成线，从而获得UR、E、UF轧机第一道次的轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线，控制台显示终端可以根据需要选择显示轧制温度曲线、轧制速度曲线、轧制力曲线、轧辊辊缝值曲线、电机电流曲线中的一个或多个；

步骤S17、轧机系统检测到该重轨钢坯第一道次轧制完毕后，将TDM控制的轧制状态数据模块置“2”，表示开轧的是第二道次，以此往返直到TDM轧制结束。

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