CN103177392A - 一种钢卷长度工艺的关联方法 - Google Patents

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CN103177392A CN2013100538147A CN201310053814A CN103177392A CN 103177392 A CN103177392 A CN 103177392A CN 2013100538147 A CN2013100538147 A CN 2013100538147A CN 201310053814 A CN201310053814 A CN 201310053814A CN 103177392 A CN103177392 A CN 103177392A
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Abstract

本发明涉及一种钢卷长度工艺的关联方法。其技术方案是：先利用PIUnitBatch与基准工位点(6)追踪钢卷，获得钢卷的起止时间t0,t1，结合钢卷标志工位点(7)对钢卷的起止时间进行修正；再根据钢卷修正后的起止时间t0',t1′、测速工位点(5)、工艺测量工位点(3)与基准工位点(6)之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si对工艺测量工位点(3)的起止时间tx0,tx1进行校准；然后根据工艺测量工位点(3)校准后的起止时间tx0',tx1'和钢卷在测速工位点(5)的速度序列，迭代演算钢卷长度位置，最后对钢卷长度工艺的关联结果进行可视化输出。本发明能准确判定钢卷长度方向上的工艺质量，解决了钢卷长度方向上生产质量状况的无法监测问题，有利于改进钢铁生产工艺和提高产品质量。

Description

一种钢卷长度工艺的关联方法
技术领域
本发明属于钢铁生产控制与信息技术交叉的技术领域，具体涉及一种钢卷长度工艺的关联方法。
背景技术
钢铁生产过程质量控制利用在线传感器、数字技术和实时数据库技术进行工艺过程信息的采集和存储，进而预测产品质量和控制质量，具有实时性和高的分析精度。然而，由于目前已有的生产管理、生产质量控制等信息系统是在一个较长的历史阶段逐步建立的，数据采集方法不同，各个工艺参数测量存在时间空间上的相关性，因此没有真实反映钢卷工艺的生产状况；且基于现场生产优先策略，无疑增加了钢卷信息的关联难度，给产品质量判定带来了困难。因此，基于生产现场信息对工艺测量参数加以处理，获得精确的工艺测量时间，生成与工艺测量参数相关的直观而准确的质量数据，对辅助生产过程监控，提高产品质量和生产效率显得尤为重要。
“钢卷生产线的钢卷质量分析系统”(CN200810197492.2)公开了一种技术方案，该技术从钢卷生产作业状况出发，利用钢卷生产自动化系统采集的现场数据生成与质量分析有关的生产制程表、故障表信息，为质量分析人员获得生产情况提供了一定的依据，但该质量分析过程没有考虑如何定位生产工艺与钢卷生产周期的时间关系，这对于后续基于工艺特征值的报表分析与统计监控带来极大的困难。另外，“钢卷生产过程质量控制系统数据处理方法”(CN200810197491.8)公开了一种技术方案，该技术以钢卷生产流程和工位测量为基础，对钢卷长度方向进行质量数据分析提出了若干个操作步骤，但没有结合生产现场信息加以分析设计，且没有考虑生产机组入口活套量处于变化和轧机前滑的生产状况，使得计算到的经过工艺测量工位点的钢卷长度位置存在较大的误差，也影响到钢卷总长度计算的准确性。
以上方法没有紧密联系现场生产状况进行质量分析，故在计算钢卷长度位置时效率较低、且结果不能共享，无法满足各级质量管理人员对钢卷长度方向的生产质量状况进行快速判定与分析。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种钢卷长度工艺的关联方法，该方法不仅效率较高，且能准确判定钢卷长度方向上的工艺质量。
为实现上述目的，先将本发明采用的技术方案中所涉及到的标记统一说明如下：
PI表示工厂信息实时数据库；
PIUnitBatch表示PI中用于跟踪的单位批次；
PILPV表示ProcessBook开发环境中用于所追踪钢卷的长度位置关联的组件；
PISMT表示PI中的系统管理工具；
PISDK表示基于PI的软件开发包。
本发明所采用的技术方案是：
步骤一、先为热轧或冷轧机组选定基准工位点、钢卷标志工位点、测速工位点和工艺测量工位点，再采用PISMT建立钢卷长度位置工位点，然后在所述基准工位点、钢卷标志工位点、测速工位点和工艺测量工位点依次对应地设有采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器。
步骤二、利用PIUnitBatch与基准工位点追踪钢卷，获得所述钢卷的钢卷号和起止时间t0,t1。
步骤三、根据所述钢卷的起止时间t0,t1和所述钢卷标志工位点，从PI中获取所述钢卷标志工位点的实时数据序列及采样时刻，所述钢卷标志工位点的实时数据序列为形如000100…000100…的标志性数据；再利用PIUnitBatch与基准工位点对所述钢卷的起止时间t0,t1进行修正，获得所述钢卷修正后的起止时间t0',t1′。
步骤四、根据所述钢卷修正后的起止时间t0',t1′和测速工位点，从PI中获取所述钢卷在测速工位点的行进速度实时数据序列及采样时刻。
步骤五、根据工艺测量工位点与基准工位点之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si，对所述钢卷在工艺测量工位点的起止时间tx0，tx1进行校准，获得所述钢卷在工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1'，再将所述钢卷在工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1'通过工艺测量时间写入软件保存到关系数据库SQL Server中。
步骤六、根据所述钢卷在工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点，从PI中获取所述钢卷在测速工位点的行进速度实时数据序列及采样时刻，迭代演算钢卷长度位置值；再将所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj的实时数据序列通过钢卷长度位置实时数据写入软件保存到PI中。
步骤七、根据所述钢卷的工艺测量工位点和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点的热轧精轧宽度或冷轧酸轧酸槽温度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。
或根据所述钢卷的工艺测量工位点和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点的热轧精轧宽度或冷轧酸轧酸槽温度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。然后以所述钢卷的钢卷号和工艺测量工位点作为输入参数执行关系数据库SQL Server的查询操作，获得工艺测量工位点的控制上限UCLx和控制下限LCLx；将所获得的控制上限UCLx和控制下限LCLx设定为所述的PILPV的控制上限属性和控制下限属性，控制上限UCLx和控制下限LCLx自动叠加到关联结果图中。
所述的采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器均为相同采样频率的光电开关传感器。
所述钢卷在工艺测量工位点的起止时间tx0，tx1为所述钢卷修正后对应的起止时间t0',t1′。
所述的工艺测量时间写入软件的程序主流程是：
S1-1、创建SQL Server的连接；
S1-2、执行数据写入SQL语句，将获取的关系数据写入到SQL Server数据库；所述的关系数据为工艺测量工位点、所述钢卷通过工艺测量工位点的开始时间和结束时间。
所述的钢卷长度位置实时数据写入软件的程序主流程是：
S2-1、安装PISDK；
S2-2、安装PI驱动程序PIOLEDB；
S2-3、创建PI连接；
S2-4、执行数据写入语句，将获取的实时数据存入PI中；所述的实时数据为所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj。
所述的利用PIUnitBatch与基准工位点追踪钢卷，具体为：
采用PISMT中的PIUnitBatch在热轧或冷轧机组中设置“Active Point”和“UnitBatch IDPoint”，“Active Point”和“UnitBatch ID Point”均为所述基准工位点，再对所追踪钢卷按照“Active Point”进行自动截取。
所述的根据工艺测量工位点与基准工位点之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si对工艺测量工位点的起止时间tx0，tx1进行校准，具体为：
若所述钢卷通过工艺测量工位点的时刻先于通过基准工位点的时刻时，以工艺测量工位点的起始时间tx0为开始时刻，则向后迭代计算工艺测量工位点校准的起止时间tx0′,tx1'的步骤是：
①工艺测量工位点与基准工位点之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之和CL1为：
CL1＝Si+Dx                         (1)
②根据所述钢卷在测速工位点的采样时刻ti，ti-1及对应的速度值vi,vi-1，计算第i-1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi-1：
Hi-1＝(vi-1+vi)/2×(ti-ti-1)+Hi           (2)
式(2)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量；
i为小于或等于0的整数；
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0，ti-1＝t-1＝tx0-1×gT；
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s。
③如果CL1＝0或CL1＝Hi-1或|CL1-Hi-1|≤1e-3时，则计算结束；否则，令i＝i-1，重复步骤②。
④计算工艺测量工位点校准后的开始时间为tx0'＝tx0-gT×(-i)，结束时间为tx1'＝tx1-gT×(-i)。
若所述钢卷通过工艺测量工位点的时刻滞后于通过基准工位点的时刻时，以工艺测量工位点的起始时间tx0为开始时刻，则向前迭代计算工艺测量工位点校准的起止时间tx0',tx1′的步骤是：
①工艺测量工位点与基准工位点之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之差CL2为：
CL2＝Si-Dx                    (3)
②根据所述钢卷在测速工位点的采样时刻ti,ti+1及对应的速度值vi,vi+1，计算第i+1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi+1：
Hi+1＝(vi+1+vi)/2×(ti+1-ti)+Hi           (4)
式(4)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量；
i为大于或等于0的整数；
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0,ti+1＝t1＝tx0+1×gT；
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s。
③如果CL2＝0或CL2＝Hi+1或|CL2-Hi+1|≤1e-3，则计算结束；否则，令i＝i+1，重复步骤②。
④计算工艺测量工位点校准后的开始时间为tx0'＝tx0+gT×i，结束时间为tx1'＝tx1+gT×i。
所述的根据所述钢卷在工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点，从PI中获取所述钢卷在测速工位点的行进速度实时数据序列及采样时刻，迭代演算钢卷长度位置值，具体为：
根据工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1'和所述钢卷在测速工位点的行进速度实时数据序列，计算钢卷长度位置Lj：
Lj＝(vj+1+vj)/2×(tj+1-tj)+Lj-1                  (5)
式(5)中：j为大于0的整数；
gT为钢卷采样间隔，gT＝1s；
tj,tj+1为所述钢卷在第j,j+1的采样时刻，tj＝tx0'+j×gT，
tj,tj+1取值为时间段tx0'～tx1'；
vj,vj+1为所述钢卷在测速工位点的采样时刻tj,tj+1对应的速度值；
当j＝1时，tj-1＝tx0′，Lj-1＝0。
所述的使用PILPV对关联结果进行可视化输出，具体为：
将工艺测量工位点与钢卷长度位置工位点gL分别设定为PILPV的Y轴和X轴的数据源，将PILPV的时间范围设为给定钢卷号的工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1′，PILPV从PI中动态获取工艺测量工位点和所述钢卷的长度位置工位点gL的实时数据序列，输出以工艺测量工位点的实时值、钢卷长度位置gL的实时值为坐标系的所述钢卷质量曲线图。
由于采用上述技术方案，本发明利用PI中的热轧或冷轧钢卷工艺的实时数据序列对钢卷起止时间t0,t1进行追踪与修正，以迭代演算方式对所追踪钢卷的工艺测量工位点的起止时间tx0,tx1进行校准，计算出与工艺测量工位点相关联的钢卷长度位置Lj，生成并存储所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj的实时数据序列，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。
若生产机组存在与工艺测量工位点位于同一物理位置的其它工艺测量工位点时，可直接使用本发明在工艺测量工位点上计算到的钢卷长度位置值进行可视化输出。
因此，本发明解决了钢卷长度方向上工艺参数的生产质量状况的无法监测问题，不仅效率较高，且能准确判定钢卷长度方向上的工艺质量。为各级质量管理人员提供了准确判定钢卷长度方向上工艺质量的数据。对于钢铁企业改进生产工艺和提高产品质量和准确判定钢卷长度方向上的工艺质量具有重要的应用价值和推广前景。
附图说明
图1为本发明用于热轧或冷轧机组的示意图；
图2为本发明的一种流程框图；
图3为用于本发明的工艺测量时间写入软件的程序主流程框图；
图4为用于本发明的钢卷长度位置实时数据写入软件的程序主流程框图；
图5为采用本发明后的一种钢卷长度方向的工艺质量曲线图；
图6为采用本发明后的另一种钢卷长度方向的工艺质量曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式的钢卷生产及所涉及的标记统一说明如下，实施例中不再赘述：
本具体实施方式的钢卷生产方向如图1所示，从左向右行进，生产机组设有剪切机1、轧机2和活套器4，在工艺测量工位点3与基准工位点6之间设有活套器4。
本具体实施方式中所涉及的标记是：
PI表示工厂信息实时数据库；
PIUnitBatch表示PI中用于跟踪的单位批次；
PILPV表示ProcessBook开发环境中用于所追踪钢卷的长度位置关联的组件；
PISMT表示PI中的系统管理工具；
PISDK表示基于PI的软件开发包。
实施例1
一种钢卷长度工艺的关联方法，所述关联方法如图2所示：
步骤一、如图1所示，先为热轧机组选定基准工位点6、钢卷标志工位点7、测速工位点5和工艺测量工位点3，再采用PISMT建立钢卷长度位置工位点，然后在所述基准工位点6、钢卷标志工位点7、测速工位点5和工艺测量工位点3依次对应地设有采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器。
步骤二、利用PIUnitBatch与基准工位点6追踪钢卷，获得所述钢卷的钢卷号为31011888；所述钢卷的起始时间t0为2013-02-04 20:23:17.0,终止时间t1为2013-02-04 20:26:17.0。
步骤三、根据所述钢卷的起止时间t0,t1和所述钢卷标志工位点7，从PI中获取所述钢卷标志工位点7的实时数据序列及采样时刻，所述钢卷标志工位点7的实时数据序列为形如000100…00100…的标志性数据；再利用PIUnitBatch与基准工位点6对所述钢卷的起止时间进行修正，获得所述钢卷修正后的起始时间t0'为2013-02-04 20:23:27.0,终止时间t1'为2013-02-0420:24:33.0。
步骤四、根据所述钢卷修正后的起止时间t0',t1′和测速工位点5，从PI中获取所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列及采样时刻。
步骤五、根据工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si，对所述钢卷在工艺测量工位点3的起止时间tx0，tx1进行校准，获得所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'，再将所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0′,tx1′通过工艺测量时间写入软件保存到关系数据库SQL Server中。
所述的钢卷在工艺测量工位点3的起始时间tx0为2013-02-04 20:23:27.0,终止时间tx1为2013-02-04 20:24:33.0与所述钢卷修正后对应的起止时间2013-02-04 20:23:27.0,2013-02-0420:24:33.0相同。
步骤六、根据所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点5，从PI中获取所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列及采样时刻，迭代演算钢卷长度位置值；再将所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj的实时数据序列通过钢卷长度位置实时数据写入软件保存到PI中。
步骤七、根据所述钢卷的工艺测量工位点3和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点3的热轧精轧宽度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。即将工艺测量工位点3与钢卷长度位置工位点gL分别设定为PILPV的Y轴和X轴的数据源，当所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻先于通过基准工位点6的时刻时，将PILPV的时间范围设为给定钢卷号在工艺测量工位点3校准后的起始时间tx0'为2013-02-04 20:23:23.623,终止时间tx1'为2013-02-04 20:24:29.623；当所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻滞后于通过基准工位点6的时刻时，将PILPV的时间范围设为给定钢卷号在工艺测量工位点3校准后的起始时间tx0'为2013-02-04 20:23:30.377,终止时间tx1'为2013-02-04 20:24:33.377。PILPV从PI中动态获取工艺测量工位点3和所述钢卷的长度位置工位点gL的实时数据序列，输出以工艺测量工位点3的实时值、钢卷长度位置gL的实时值为坐标系的所述钢卷质量曲线图。
或根据所述钢卷的工艺测量工位点3和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点3的热轧精轧宽度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。然后以所述钢卷的钢卷号和工艺测量工位点3作为输入参数执行关系数据库SQL Server的查询操作，获得工艺测量工位点3的控制上限UCLx为1300和控制下限LCLx为1285；将所获得的控制上限1300和控制下限1285设定为所述的PILPV的控制上限属性和控制下限属性，控制上限1300和控制下限1285自动叠加到关联结果图中。
所述的采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器均为相同采样频率的光电开关传感器。
所述的工艺测量时间写入软件的程序主流程如图3所示：
S1-1、创建SQL Server的连接；
S1-2、执行数据写入SQL语句，将获取的关系数据写入到SQL Server数据库；所述的关系数据为工艺测量工位点3、所述钢卷通过工艺测量工位点3的开始时间和结束时间。
所述的钢卷长度位置实时数据写入软件的程序主流程如图4所示：
S2-1、安装PISDK；
S2-2、安装PI驱动程序PIOLEDB；
S2-3、创建PI连接；
S2-4、执行数据写入语句，将获取的实时数据存入PI中；所述的实时数据为所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj。
所述的利用PIUnitBatch与基准工位点6追踪钢卷，具体为：
采用PISMT中的PIUnitBatch在热轧机组中设置“Active Point”和“UnitBatch ID Point”，“Active Point”和“UnitBatch ID Point”均为所述基准工位点6，再对所追踪钢卷按照“ActivePoint”进行自动截取。
所述的根据工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si对工艺测量工位点3的起止时间tx0,tx1进行校准，具体为：
若所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻先于通过基准工位点6的时刻时，以工艺测量工位点3的起始时间2013-02-0420:23:27.0为开始时刻，则向后迭代计算工艺测量工位点3校准的起止时间2013-02-0420:23:23.623,2013-02-0420:24:29.623的步骤是：
①工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之和CL1为：
CL1＝Si+Dx                             (1)
本实施例中：Si=0m，Dx=30m；则
CL1＝Si+Dx＝30m
②根据所述钢卷在测速工位点5的采样时刻ti，ti-1及对应的速度值vi,vi-1，计算第i-1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi-1为：
Hi-1＝(vi-1+vi)/2×(ti-ti-1)+Hi                 (2)
式(2)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量；
i为小于或等于0的整数；
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0，ti-1＝t-1＝tx0-1×gT；
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s。
③因为CL1≠0，令i＝i-1，重复步骤②，直至CL1＝Hi-1或|CL1-Hi-1|≤1e-3时，则计算结束。
④计算工艺测量工位点3校准后的开始时间为tx0'＝tx0-gT×(-i)=2013-02-04 20:23:23.623，终止时间为tx1'＝tx1-gT×(-i)=2013-02-04 20:24:29.623。
若所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻滞后于通过基准工位点6的时刻时，以工艺测量工位点3的起始时间2013-02-04 20:23:27.0为开始时刻，则向前迭代计算工艺测量工位点3校准的起止时间2013-02-0420:23:30.377,2013-02-0420:24:33.377的步骤是：
①工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之差CL2为：
CL2＝Si-Dx                       (3)
本实施例中：Si=0m，Dx=30m；则
CL2＝Si-Dx＝-30m
②根据所述钢卷在测速工位点5的采样时刻ti,ti+1及对应的速度值vi,vi+1，计算第i+1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi+1为：
Hi+1＝(vi+1+vi)/2×(ti+1-ti)+Hi                (4)
式(4)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量；
i为大于或等于0的整数；
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0，ti+1＝t1＝tx0+1×gT；
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s。
③因为CL2≠0，令i＝i+1，重复步骤②，直至CL2＝Hi+1或|CL2-Hi+1|≤1e-3，则计算结束。
④计算工艺测量工位点3校准后的开始时间为tx0'＝tx0+gT×i=2013-02-04 20:23:30.377，终止时间为tx1'＝tx1+gT×i＝2013-02-04 20:24:33.377。
所述的根据所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点5，从PI中获取所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列及采样时刻；迭代演算钢卷长度位置值，具体为：
根据工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'和所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列，计算钢卷长度位置Lj：
Lj＝(vj+1+vj)/2×(tj+1-tj)+Lj-1                    (5)
式(5)中：j为大于0的整数；
gT为钢卷采样间隔，gT＝1s；
tj,tj+1为所述钢卷在第j，j+1的采样时刻，tj＝tx0'+j×gT，
tj,tj+1取值为时间段tx0'～tx1'；
vj,vj+1为所述钢卷在测速工位点5的采样时刻tj,tj+1对应的速度值，详见表1；
当j＝1时，tj-1＝tx0′，Lj-1＝0。
最后的迭代次数j＝63，计算到的钢卷长度Lj＝754.02m。
表1热轧精轧采样时刻-速度序列值
采样时刻 速度值
2013-2-4 20:23:23 71.0707
2013-2-4 20:23:24 71.2969
2013-2-4 20:23:25 72.0019
2013-2-4 20:23:26 71.9559
2013-2-4 20:23:27 71.7227
2013-2-4 20:23:28 71.7486
2013-2-4 20:23:29 72.0982…
…
2013-2-4 20:24:27 109.884
2013-2-4 20:24:28 103.022
2013-2-4 20:24:29 95.8316
2013-2-4 20:24:30 88.6462
2013-2-4 20:24:31 82.5264
2013-2-4 20:24:32 79.0713
2013-2-4 20:24:33 78.1250
实施例2
一种钢卷长度工艺的关联方法，所述关联方法如图2所示：
步骤一、如图1所示，先为冷轧机组选定基准工位点6、钢卷标志工位点7、测速工位点5和工艺测量工位点3，再采用PISMT建立钢卷长度位置工位点，然后在所述基准工位点6、钢卷标志工位点7、测速工位点5和工艺测量工位点3依次对应地设有采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器。
步骤二、利用PIUnitBatch与基准工位点6追踪钢卷，获得所述钢卷的钢卷号为22822310，所述钢卷的起始时间t0为2013-01-02 00:36:19.0,终止时间t1为2013-01-02 00:42:21.0。
步骤三、根据所述钢卷的起止时间t0,t1和所述钢卷标志工位点7，从PI中获取所述钢卷标志工位点7的实时数据序列及采样时刻，所述钢卷标志工位点7的实时数据序列为形如000100…000100…的标志性数据；再利用PIUnitBatch与基准工位点6对所述钢卷的起止时间进行修正，获得所述钢卷修正后的起始时间t0'为2013-01-02 00:36:19.0,终止时间t1'为2013-01-02 00:42:21.0。
步骤四、根据所述钢卷修正后的起止时间t0',t1′和测速工位点5，从PI中获取所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列及采样时刻。
步骤五、根据工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si，对所述钢卷在工艺测量工位点3的起止时间tx0，tx1进行校准，获得所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'，再将所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0′,tx1′通过工艺测量时间写入软件保存到关系数据库SQL Server中。
所述的钢卷在工艺测量工位点3的起始时间tx0为2013-01-02 00:36:19.0,终止时间tx1为2013-01-02 00:42:21.0与所述钢卷修正后对应的起止时间2013-01-0200:36:19.0,2013-01-0200:42:21.0相同。
步骤六、根据所述钢卷在工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点5，从PI中获取所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列及采样时刻，迭代演算钢卷长度位置值；再将所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj的实时数据序列通过钢卷长度位置实时数据写入软件保存到PI中。
步骤七、根据所述钢卷的工艺测量工位点3和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点3的冷轧酸轧酸槽温度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。即将工艺测量工位点3与钢卷长度位置工位点gL分别设定为PILPV的Y轴和X轴的数据源，当所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻先于通过基准工位点6的时刻时，将PILPV的时间范围设为给定钢卷号的工艺测量工位点3校准后的起始时间tx0'为2013-01-0200:35:14.0,终止时间tx1'为2013-01-02 00:41:16.0；当所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻滞后于通过基准工位点6的时刻时，将PILPV的时间范围设为给定钢卷号的工艺测量工位点3校准后的起始时间tx0'为2013-01-0200:36:19.0,终止时间tx1'为2013-01-02 00:42:21.0。PILPV从PI中动态获取工艺测量工位点3和所述钢卷的长度位置工位点gL的实时数据序列，输出以工艺测量工位点3的实时值、钢卷长度位置gL的实时值为坐标系的所述钢卷质量曲线图。
或根据所述钢卷的工艺测量工位点3和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点3的冷轧酸轧酸槽温度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷的长度位置工位点gL在实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。然后以所述钢卷的钢卷号和工艺测量工位点3作为输入参数执行关系数据库SQL Server的查询操作，获得工艺测量工位点3的控制上限UCLx为90和控制下限LCLx为70；将所获得的控制上限90和控制下限70设定为所述的PILPV的控制上限属性和控制下限属性，控制上限90和控制下限70自动叠加到关联结果图中。
所述的采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器均为相同采样频率的光电开关传感器。
所述的工艺测量时间写入软件的程序主流程如图3所示：
S1-1、创建SQL Server的连接；
S1-2、执行数据写入SQL语句，将获取的关系数据写入到SQL Server数据库；所述的关系数据为工艺测量工位点3、所述钢卷通过工艺测量工位点3的开始时间和结束时间。
所述的钢卷长度位置实时数据写入软件的程序主流程如图4所示：
S2-1、安装PISDK；
S2-2、安装PI驱动程序PIOLEDB；
S2-3、创建PI连接；
S2-4、执行数据写入语句，将获取的实时数据存入PI中；所述的实时数据为所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj。
所述的利用PIUnitBatch与基准工位点6追踪钢卷，具体为：
采用PISMT中的PIUnitBatch在冷轧机组中设置“Active Point”和“UnitBatch ID Point”，“Active Point”和“UnitBatch ID Point”均为所述基准工位点6，再对所追踪钢卷按照“ActivePoint”进行自动截取。
所述的根据工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si对工艺测量工位点3的起止时间tx0,tx1进行校准，具体为：
若所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻先于通过基准工位点6的时刻时，以工艺测量工位点3的起始时间2013-01-02 00:36:19.0为开始时刻，则向后迭代计算工艺测量工位点3校准的起止时间2013-01-02 00:35:14.0,2013-01-0200:41:16.0的步骤是：
①工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之和CL1为：
CL1＝Si+Dx                            (1)
本实施例中：Si=10m，Dx=30m；则
CL1＝Si+Dx＝40m
②根据所述钢卷在测速工位点5的采样时刻ti，ti-1及对应的速度值vi,vi-1，计算第i-1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi-1：
Hi-1＝(vi-1+vi)/2×(ti-ti-1)+Hi              (2)
式(2)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量；
i为小于或等于0的整数；
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0，ti-1＝t-1＝tx0-1×gT；
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s。
③由于CL1≠0，令i＝i-1，重复步骤②，直至CL1＝Hi-1或|CL1-Hi-1|≤1e-3时，则计算结束。
④计算工艺测量工位点3校准后的开始时间为tx0'＝tx0-gT×(-i)=2013-01-02 00:35:14.0，终止时间为tx1'＝tx1-gT×(-i)=2013-01-02 00:41:16.0。
若所述钢卷通过工艺测量工位点3的时刻滞后于通过基准工位点6的时刻时，以工艺测量工位点3的起始时间2013-01-02 00:36:19.0为开始时刻，则向前迭代计算工艺测量工位点3校准的起止时间2013-01-0200:36:19.0,2013-01-02 00:42:21.0的步骤是：
①工艺测量工位点3与基准工位点6之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之差CL2为：
CL2＝Si-Dx                     (3)
本实施例中：Si=10m，Dx=10m；则
CL2＝Si-Dx＝0m
②根据所述钢卷在测速工位点5的采样时刻ti,ti+1及对应的速度值vi,vi+1，计算第i+1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi+1：
Hi+1＝(vi+1+vi)/2×(ti+1-ti)+Hi           (4)
式(4)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量；
i为大于或等于0的整数；
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0,ti+1＝t1＝tx0+1×gT；
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s。
③由于CL2＝0，则计算结束。
④计算工艺测量工位点3校准后的开始时间为tx0'＝tx0+gT×i=2013-01-02 00:36:19.0，终止时间为tx1'＝tx1+gT×i＝2013-01-02 00:42:21.0。
所述的根据工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点5，从PI中获取测速工位点5的所述钢卷行进速度实时数据序列及采样时刻；迭代演算钢卷长度位置值，具体为：
根据工艺测量工位点3校准后的起止时间tx0',tx1'和所述钢卷在测速工位点5的行进速度实时数据序列，计算钢卷长度位置Lj：
Lj＝(vj+1+vj)/2×(tj+1-tj)+Lj-1              (5)
式(5)中：j为大于0的整数；
gT为钢卷采样间隔，gT＝1s；
tj,tj+1为所述钢卷在第j，j+1的采样时刻，tj＝tx0'+j×gT，
tj,tj+1取值为时间段tx0'～tx1'；
vj,vj+1为所述钢卷在测速工位点5的采样时刻tj,tj+1对应的速度值，详见表2；
当j＝1时，tj-1＝tx0′，Lj-1＝0。
最后的迭代次数j＝362，计算到的钢卷长度Lj＝391. 26m。
表2冷轧酸轧采样时刻-速度序列值
采样时刻 速度值
2013-1-2 0:35:14 134.3134
2013-1-2 0:35:15 136.377
2013-1-2 0:35:16 135.6592
2013-1-2 0:35:17 133.8647
2013-1-2 0:35:18 134.3134
2013-1-2 0:35:19 135.0311
2013-1-2 0:35:20 134.762
… …
2013-1-2 0:42:14 136.6461
2013-1-2 0:42:15 133.5059
2013-1-2 0:42:16 131.532
2013-1-2 0:42:17 130.3656
2013-1-2 0:42:18 130.9039
2013-1-2 0:42:19 130.3656
2013-1-2 0:42:21 130.1862
本具体实施方式利用PI中的热轧或冷轧钢卷工艺的实时数据序列对钢卷起止时间t0,t1进行追踪与修正，以迭代演算方式对所追踪钢卷的工艺测量工位点3的起止时间tx0,tx1进行校准，计算出与工艺测量工位点3相关联的钢卷长度位置Lj，生成并存储所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj的实时数据序列，使用PILPV对关联结果进行可视化输出。
图5绘制了热轧精轧机组在钢卷长度方向上所述钢卷的精轧宽度质量曲线图。X轴为所述钢卷的钢卷长度位置值（如1.0m,1.1m,1.2m，...,等），Y轴为对应钢卷长度位置的精轧宽度值，根据相应的精轧宽度值及该工艺测量工位点3的控制上限和控制下限就可以直观地得出在所述钢卷的钢卷长度位置的钢卷质量是否符合钢卷精轧宽度指标。图5还给出了迭代计算出的热轧钢卷长度为754.02m，与生产现场提供的钢卷长度基准数据相差不到5m，表明本具体实施方式的有效性。
图6绘制了冷轧酸轧机组在钢卷长度方向上所述钢卷的酸槽温度质量曲线图。X轴为所述钢卷的钢卷长度位置值（如1.0m,1.1m,1.2m，...,等），Y轴为对应钢卷长度位置的酸槽温度值，根据相应的酸槽温度值及工艺测量工位点3的控制上限和控制下限就可以直观地得出在所述钢卷的钢卷长度位置的钢卷质量是否符合钢卷酸槽温度指标。图6还给出了迭代计算出的冷轧钢卷长度为3914.26m，与生产现场提供的钢卷长度基准数据相差不到10m，表明本具体实施方式的有效性。
若生产机组存在与工艺测量工位点3位于同一物理位置的其它工艺测量工位点时，可直接使用本具体实施方式在工艺测量工位点3上计算到的钢卷长度位置值进行可视化输出。
因此，本具体实施方式解决了钢卷长度方向上工艺参数的生产质量状况的无法监测问题，为各级质量管理人员提供了准确判定钢卷长度方向上工艺质量的数据。对于钢铁企业改进生产工艺和提高产品质量，准确判定钢卷长度方向上的工艺质量，具有重要的应用价值和推广前景。

Claims (9)

1.一种钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于先将本方法中所涉及到的标记统一说明如下：
PI表示工厂信息实时数据库，
PIUnitBatch表示PI中用于跟踪的单位批次，
PILPV表示ProcessBook开发环境中用于所追踪钢卷的长度位置关联的组件，
PISMT表示PI中的系统管理工具，
PISDK表示基于PI的软件开发包；
钢卷长度工艺的关联方法是：
步骤一、先为热轧或冷轧机组选定基准工位点(6)、钢卷标志工位点(7)、测速工位点(5)和工艺测量工位点(3)，再采用PISMT建立钢卷长度位置工位点，然后在所述基准工位点(6)、钢卷标志工位点(7)、测速工位点(5)和工艺测量工位点(3)依次对应地设有采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器；
步骤二、利用PIUnitBatch与基准工位点(6)追踪钢卷，获得所述钢卷的钢卷号和起止时间t0,t1；
步骤三、根据所述钢卷的起止时间t0,t1和所述钢卷标志工位点(7)，从PI中获取所述钢卷标志工位点(7)的实时数据序列及采样时刻，所述钢卷标志工位点(7)的实时数据序列为形如000100…000100…的标志性数据；再利用PIUnitBatch与基准工位点(6)对所述钢卷的起止时间t0,t1进行修正，获得所述钢卷修正后的起止时间t0',t1'；
步骤四、根据所述钢卷修正后的起止时间t0',t1′和测速工位点(5)，从PI中获取所述钢卷在测速工位点(5)的行进速度实时数据序列及采样时刻；
步骤五、根据工艺测量工位点(3)与基准工位点(6)之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si，对所述钢卷在工艺测量工位点(3)的起止时间tx0，tx1进行校准，获得所述钢卷在工艺测量工位点(3)校准后的起止时间tx0',tx1'，再将所述钢卷在工艺测量工位点(3)校准后的起止时间tx0',tx1'通过工艺测量时间写入软件保存到关系数据库SQL Server中；
步骤六、根据所述钢卷在工艺测量工位点(3)校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点(5)，从PI中获取所述钢卷在测速工位点(5)的行进速度实时数据序列及采样时刻，迭代演算钢卷长度位置值；再将所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj的实时数据序列通过钢卷长度位置实时数据写入软件保存到PI中；
步骤七、根据所述钢卷的工艺测量工位点(3)和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点(3)的热轧精轧宽度或冷轧酸轧酸槽温度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出；
或根据所述钢卷的工艺测量工位点(3)和所述钢卷的长度位置工位点gL，从PI中获取工艺测量工位点(3)的热轧精轧宽度或冷轧酸轧酸槽温度的实时数据序列及采样时刻，再从PI中获取所述钢卷在长度位置工位点gL的实时数据序列及采样时刻，使用PILPV对关联结果进行可视化输出；然后以所述钢卷的钢卷号和工艺测量工位点(3)作为输入参数执行关系数据库SQL Server的查询操作，获得工艺测量工位点(3)的控制上限UCLx和控制下限LCLx；将所获得的控制上限UCLx和控制下限LCLx设定为所述的PILPV的控制上限属性和控制下限属性，控制上限UCLx和控制下限LCLx自动叠加到关联结果图中。
2.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的采集钢卷号用的传感器、采集钢卷生产标志用的传感器、采集钢卷速度用的传感器和采集钢卷表面质量用的传感器均为相同采样频率的光电开关传感器。
3.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述钢卷在工艺测量工位点(3)的起止时间tx0,tx1为所述钢卷修正后所对应的起止时间t0',t1′。
4.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的工艺测量时间写入软件的程序主流程是：
S1-1、创建SQL Server的连接；
S1-2、执行数据写入SQL语句，将获取的关系数据写入到SQL Server数据库；所述的关系数据为工艺测量工位点(3)、所述钢卷通过工艺测量工位点(3)的开始时间和结束时间。
5.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的钢卷长度位置实时数据写入软件的程序主流程是：
S2-1、安装PISDK；
S2-2、安装PI驱动程序PIOLEDB；
S2-3、创建PI连接；
S2-4、执行数据写入语句，将获取的实时数据存入PI中；所述的实时数据为所述钢卷的长度位置工位点gL、采样时刻和所述钢卷的长度位置Lj。
6.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的利用PIUnitBatch与基准工位点(6)追踪钢卷，具体为：
采用PISMT中的PIUnitBatch在热轧或冷轧机组中设置“Active Point”和“UnitBatch IDPoint”，“Active Point”和“UnitBatch ID Point”均为所述基准工位点(6)，再对所追踪钢卷按照“Active Point”进行自动截取。
7.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的根据工艺测量工位点(3)与基准工位点(6)之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si对工艺测量工位点(3)的起止时间tx0，tx1进行校准，具体为：
若所述钢卷通过工艺测量工位点(3)的时刻先于通过基准工位点(6)的时刻时，以工艺测量工位点(3)的起始时间tx0为开始时刻，则向后迭代计算工艺测量工位点(3)校准的起止时间tx0',tx1'的步骤是：
①工艺测量工位点(3)与基准工位点(6)之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之和CL1为：
CL1＝Si+Dx                            (1)
②根据所述钢卷在测速工位点(5)的采样时刻ti，ti-1及对应的速度值vi,vi-1，计算第i-1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi-1：
Hi-1＝(vi-1+vi)/2×(ti-ti-1)+Hi                     (2)
式(2)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量，
i为小于或等于0的整数，
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0,ti-1＝t-1＝tx0-1×gT，
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s；
③如果CL1＝0或CL1＝Hi-1或|CL1-Hi-1|≤1e-3时，则计算结束；否则，令i＝i-1，重复步骤②；
④计算工艺测量工位点(3)校准后的开始时间为tx0'＝tx0-gT×(-i)，结束时间为tx1′＝tx1-gT×(-i);
若所述钢卷通过工艺测量工位点(3)的时刻滞后于通过基准工位点(6)的时刻时，以工艺测量工位点(3)的起始时间tx0为开始时刻，则向前迭代计算工艺测量工位点(3)校准的起止时间tx0',tx1'的步骤是：
①工艺测量工位点(3)与基准工位点(6)之间的最短物理距离Dx和入口活套量Si之差CL2为：
CL2＝Si-Dx                              (3)
②根据所述钢卷在测速工位点(5)的采样时刻ti，ti+1及对应的速度值vi,vi+1，计算第i+1时刻的所述钢卷的模拟位移量Hi+1：
Hi+1＝(Vi+1+vi)/2×(ti+1-ti)+Hi               (4)
式(4)中：Hi为第i时刻所述钢卷的模拟位移量，
i为大于或等于0的整数，
当i＝0时，Hi＝0，ti＝tx0，ti+1＝t1＝tx0+1×gT，
其中，gT为钢卷采样间隔，gT＝1s；
③如果CL2＝0或CL2＝Hi+1或|Cl2-Hi+1|≤1e-3，则计算结束；否则，令i＝i+1，重复步骤②；
④计算工艺测量工位点(3)校准后的开始时间为tx0'＝tx0+gT×i，结束时间为tx1′＝tx1+gT×i。
8.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的根据所述钢卷在工艺测量工位点(3)校准后的起止时间tx0',tx1'和测速工位点(5)，从PI中获取所述钢卷在测速工位点(5)的行进速度实时数据序列及采样时刻，迭代演算钢卷长度位置值，具体为：
根据工艺测量工位点校准后的起止时间tx0',tx1'和所述钢卷在测速工位点的行进速度实时数据序列，计算钢卷长度位置Lj：
Lj＝(vj+1+vj)/2×(tj+1-tj)+Lj-1                 (5)
式(5)中：j为大于0的整数；
gT为钢卷采样间隔，gT＝1s；
tj,tj+1为所述钢卷在第j，j+1的采样时刻，tj＝tx0′+j×gT，
tj,tj+1取值为时间段tx0'～tx1'，
vj,vj+1为所述钢卷在测速工位点(5)的采样时刻tj,tj+1对应的速度值，
当j＝1时，tj-1＝tx0'，Lj-1＝0。
9.根据权利要求1所述的钢卷长度工艺的关联方法，其特征在于所述的使用PILPV对关联结果进行可视化输出，具体为：
将工艺测量工位点(3)与钢卷长度位置工位点gL分别设定为PILPV的Y轴和X轴的数据源，将PILPV的时间范围设为给定钢卷号的工艺测量工位点(3)校准后的起止时间tx0',tx1′，PILPV从PI中动态获取工艺测量工位点(3)和所述钢卷的长度位置工位点gL的实时数据序列，输出以工艺测量工位点(3)的实时值、钢卷长度位置gL的实时值为坐标系的所述钢卷质量曲线图。
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