CN112247094A - 连铸铸坯定重切割控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸铸坯定重切割控制系统及方法，该系统包括：连铸信息获取装置，用于获取连铸机相关的连铸信息；温度测量装置，用于获取切割的当前铸坯的温度分布信息；称重装置，用于测量当前铸坯的重量；控制模块，用于根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息及当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度；切割模块，用于根据目标切割长度进行下一个铸坯的切割。本发明在进行铸坯定重切割时，融合了铸坯温度分布信息，从而利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

Description

连铸铸坯定重切割控制系统及方法

技术领域

本发明涉及冶金连铸生产技术领域，尤其是涉及一种连铸铸坯定重切割控制系统及方法。

背景技术

在钢铁连铸生产过程中，尤其是生产螺纹钢、棒材的生产线中，需要将连铸坯切割为固定重量。如果重量过重，则后续轧制工艺产生浪费，如果重量过轻，则会造成后续工序产生次品。典型的重量控制精度要求为重2.4吨的铸坯，重量偏差在±5Kg之内。

连铸铸坯定重切割控制系统的输入参数只能为长度参数，而随温度、拉速等生产条件的变化，铸坯密度、界面等会发生微小的变化，导致同样长度的铸坯重量并不相同，差别可能在几十Kg，远远超过±5Kg的范围。

目前的连铸铸坯定重切割控制系统普遍以称重信息和连铸信息作为反馈依据，对下一次连铸切割长度进行设定，其过程主要依赖于过程模型对铸坯设定长度进行调整，未直接测量铸坯表面温度分布以及切割后的长度。而过程模型的缺点在于依赖众多的假设条件，来对过程变量进行估算，由于依赖条件众多，随机性较大，导致定重切割的准确性无法保证，进而导致系统精确性无法保证。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种连铸铸坯定重切割控制系统，在进行铸坯定重切割时，融合了铸坯温度分布信息，从而利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

为此，本发明的第二个目的在于提出一种连铸铸坯定重切割控制方法。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种连铸铸坯定重切割控制系统，包括：连铸信息获取装置，用于获取连铸机相关的连铸信息；温度测量装置，用于获取切割的当前铸坯的温度分布信息；称重装置，用于测量所述当前铸坯的重量；控制模块，用于根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息及所述当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度；切割模块，用于根据所述目标切割长度进行所述下一个铸坯的切割。

根据本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制系统，在进行铸坯定重切割时，融合了铸坯温度分布信息，即综合考虑连铸信息、铸坯温度分布信息及铸坯重量，确定下一个铸坯切割长度，从而利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

另外，本发明上述实施例的连铸铸坯定重切割控制系统还可以包括如下附加技术特征：

在一些示例中，还包括：长度测量装置，用于测量所述当前铸坯的实际长度信息；所述控制模块，还用于根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量及所述实际长度信息，确定下一个铸坯的所述目标切割长度。

在一些示例中，所述控制模块，具体用于：根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量、所述实际长度信息及预设的铸坯目标重量和预设的铸坯目标长度确定铸坯重量偏差量；根据所述铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量；根据所述铸坯长度调整量与所述预设的铸坯目标长度得到所述下一个铸坯的所述目标切割长度。

在一些示例中，所述控制模块，具体用于：根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量、所述实际长度信息及预设的铸坯目标重量，得到所述当前铸坯的重量与所述预设的铸坯目标重量的第一重量偏差、所述预设的铸坯目标长度带来的第二重量偏差、所述实际长度信息带来的第三重量偏差、所述温度分布信息带来的第四重量偏差及所述连铸信息带来的第五重量偏差；对第一至第五重量偏差进行加权求和运算，得到所述铸坯重量偏差量。

在一些示例中，所述控制模块在根据所述铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量之后，还用于：根据预设的长度调整限值对所述铸坯长度调整量进行限幅处理；根据限幅处理后的铸坯长度调整量与所述预设的铸坯目标长度得到所述下一个铸坯的所述目标切割长度。

在一些示例中，所述温度测量装置，用于：获取所述当前铸坯的红外图像；对所述红外图像进行处理，识别出铸坯目标；获取所述铸坯目标表面的多个红外像素强度值；根据所述多个红外像素强度值对应得到多个温度值；根据所述多个温度值生成所述温度分布信息。

在一些示例中，所述长度测量装置，用于：连续获取所述当前铸坯的铸坯图像；识别所述铸坯图像中的铸坯头部位置和铸坯尾部位置；根据所述铸坯头部位置和铸坯尾部位置确定所述当前铸坯的长度。

在一些示例中，还包括：显示及操作模块，所述显示及操作模块具有显示界面和操作界面；所述显示界面，用于显示所述连铸铸坯定重切割控制系统的通讯连接状态、称重信息、总量统计信息、铸坯追踪信息、流次数据及操作信息、消息框信息；所述操作界面，用于接收用户输入的功能操作。

为实现上述目的，本发明第二方面的实施例公开了一种铸铸坯定重切割控制方法，包括：包括以下步骤：获取连铸机相关的连铸信息；获取切割的当前铸坯的温度分布信息；测量所述当前铸坯的重量；根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息及所述当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度；根据所述目标切割长度进行所述下一个铸坯的切割。

根据本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制方法，在进行铸坯定重切割时，融合了铸坯温度分布信息，即综合考虑连铸信息、铸坯温度分布信息及铸坯重量，确定下一个铸坯切割长度，从而利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

另外，本发明上述实施例的连铸铸坯定重切割控制方法还可以包括如下附加技术特征：

在一些示例中，在根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息及所述当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度之前，还包括：测量所述当前铸坯的实际长度信息；根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量及所述实际长度信息，确定下一个铸坯的所述目标切割长度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的连铸铸坯定重切割控制系统的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的连铸铸坯定重切割控制系统的结构示意图；

图3是根据本发明一个具体实施例的温度测量装置和长度测量装置的具体安装位置示意图；

图4是根据本发明一个实施例的连铸铸坯定重切割控制方法的流程图。

附图标记：

110-连铸信息获取装置；120-温度测量装置；130-称重装置；140-控制模块；150-切割模块；160-长度测量装置；1-钢包；2-中间包；3-结晶器；4-连铸扇形段；5-切割机；6-搬运及称重系统；7-各流辊道；8-连铸坯。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制系统及方法。

图1是根据本发明一个实施例的连铸铸坯定重切割控制系统的结构示意图。如图1所示，该连铸铸坯定重切割控制系统包括：连铸信息获取装置110、温度测量装置120、称重装置130、控制模块140和切割模块150。

其中，连铸信息获取装置110，用于获取连铸机相关的连铸信息。

在具体实施例中，连铸信息例如包括但不限于：连铸机运行时的生产拉速、温度及结晶器寿命等信息。具体的，连铸信息获取装置110可通过数据库接口读取连铸机系统中保存在数据库中的连铸信息。

温度测量装置120，用于获取切割的当前铸坯的温度分布信息。也即，温度测量装置120可在铸坯切割完成后，对切割后的单个铸坯表面的温度分布情况进行测量。

称重装置130，用于测量当前铸坯的重量。

控制模块140，用于根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息及当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度。

切割模块150，用于根据目标切割长度进行下一个铸坯的切割。

从而，本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制系统，增加了用于铸坯温度分布测量的温度测量装置120。也即，连铸铸坯定重切割控制系统通过获取连铸信息、铸坯称重信息，并综合铸坯温度分布信息，给出下次铸坯切割设定长度，发送给切割模块150以便进行铸坯切割，从而融合了铸坯温度分布信息，利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

在本发明的一个实施例中，例如使用非接触式的方法测量铸坯表面温度分布。具体的，例如使用红外测温的方式，实现对铸坯表面温度的测量。

在本发明的实施例中，温度测量装置120，具体用于：通过红外摄像机获取当前铸坯的红外图像；对红外图像进行处理，识别出铸坯目标；获取铸坯目标表面的多个红外像素强度值；根据多个红外像素强度值对应得到多个温度值；根据多个温度值生成温度分布信息。

更为详细的测温流程例如包括：通过红外摄像机采集当前铸坯的一帧红外图像，在该红外图像中识别铸坯的头部和尾部特征，若识别头部和尾部同时存在，则判断是否为一根完整的铸坯，若是一根完整的铸坯，则采集多个测温点对应的像素强度值，并映射为温度值，从而得到多个测温点对应的多个温度值，根据多个温度值可得到当前铸坯表面的温度分布信息。换言之，即通过测量铸坯表面温度像素，利用图像处理算法，提取出像素强度值，映射为对应的温度值，多个温度值生成温度分布信息，供后续决策使用。

在具体实施例中，温度测量装置120例如可包括一温度显示界面，该温度显示界面例如由状态区域、数据区域和热成像测温区域构成。状态区域显示温度测量装置120状态和连接状态，数据区域显示温度数据列表，热成像测温区域显示热成像画面和温度信息。

温度测量装置120初始化参数在系统调试时，通过初始化文件进行修改，如铸坯的流号数量、测温点数量等。在温度显示界面中，例如可显示但不限于以下内容：

流号标识：测量各流的流号标识。

温度测量实时值：按照系统设置，由红外图像获取温度的实时值，并进行实时显示。

测量温度标识点：读取铸坯温度位置，在铸坯红外图像上的位置表示。

铸坯头部标识线：根据红外图像所获取的铸坯头部位置标识线。

铸坯尾部标识线：根据红外图像所获取的铸坯尾部位置标识线。

铸坯追踪结束标识线：铸坯头部超过该线后，停止铸坯的追踪。

数据记录触发线：当铸坯头部越过改标识线后，进行测量数据的保存。

铸坯追踪起始标识线：铸坯头部超过该线后，开始铸坯的追踪。

系统状态表示：显示数据库、摄像机连接状态，以及系统总运行时长。

测量数据列表：最近保存至数据库的温度数据列表。

清空数据列表按钮：点击改按钮可以清空界面显示数据，不会清楚数据库中的数据。

具体的，在本发明的一个实施例中，如图2所示，该连铸铸坯定重切割控制系统，还包括：长度测量装置160。

长度测量装置160，用于测量当前铸坯的实际长度信息。也即，长度测量装置160可以在铸坯切割完成后，测量单个铸坯的实际长度。

控制模块140，还用于根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量及实际长度信息，确定下一个铸坯的目标切割长度。

从而，本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制系统，增加了用于铸坯温度分布测量的温度测量装置120和用于测量铸坯实际长度的长度测量装置160。也即，连铸铸坯定重切割控制系统通过获取连铸信息、铸坯称重信息，并综合铸坯温度分布信息和铸坯实际长度信息，给出下次铸坯切割设定长度，发送给切割模块150以便进行铸坯切割，从而融合了铸坯温度分布信息和铸坯实际长度信息，利于进一步提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而更加有效地提高连铸铸坯定重切割的精确性。

换言之，即在具体实施例中，该连铸铸坯定重切割控制系统包含控制模块140，控制模块140可以从称重装置130接收切割完成后的铸坯重量信息，从温度测量装置120获取切割完成后的铸坯温度分布信息，从长度测量装置160获取铸坯长度测量信息，从连铸信息获取装置110获取连铸机拉速、温度、结晶器寿命等连铸信息。控制模块140通过综合以上信息，计算下次铸坯切割长度，利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，使得切割后的铸坯重量接近目标重量，从而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

在本发明的一个实施例中，例如使用非接触的方式，通过高分别率、低畸变的摄像装置，通过机器视觉算法，获取铸坯的实际长度。

具体的，长度测量装置160，用于：通过高清摄像机，连续获取当前铸坯的铸坯图像；识别铸坯图像中的铸坯头部位置和铸坯尾部位置；根据铸坯头部位置和铸坯尾部位置确定当前铸坯的长度。具体的，例如获取铸坯头部位置和铸坯尾部位置对应的像素长度，将该像素长度映射为实际长度，即为当前铸坯的实际长度。

具体的说，随着红外摄像、视觉分析等技术发展，使得直接测量铸坯表面温度分布成为可能，加入铸坯温度测量分布可以获取更加精确的铸坯表面温度分布信息，有精确的温度分布测量信息，可以估算铸坯密度等变化，在下次切割时予以修正。

同时，由于切割系统误差或偏差存在，铸坯切割完成后的长度不一定与切割设定长度相等，如设定12m的设定长度，±5cm的切割误差或偏差比较常见，加入长度测量信息后可以准确估计铸坯切割偏差，在下次切割中予以修正。

在具体实施例中，通过加入温度分布信息及长度测量信息，系统有效利用该信息，进行更为准确的切割长度控制，定重切割误差标准差从约5.7Kg降低至4.2Kg，提高精度约26％。

在具体实施例中，如前所述，例如使用高清摄像机进行铸坯的在线长度测量，使用红外相机进行铸坯的温度测量，测温与测长摄像机在连铸机系统中的具体布置位置例如图3所示。连铸铸坯定重切割控制系统通过测量的温度分布信息与铸坯切割后的实际长度，结合称重信息和连铸信息等进行下一次连铸坯切割长度的调整，从而提高连铸铸坯定重切割的精确性。

具体的，在图3中，连铸机系统例如包括：钢包1、中间包2、结晶器3、连铸扇形段4、切割机5、搬运及称重系统6、各流辊道7和连铸坯8。高清摄像机(即长度测量装置160)和红外相机(即温度测量装置120)设置在各流辊道7的上方，并且其拍摄范围覆盖各流辊道7，从而，铸坯在各流辊道7中移动时，通过高清摄像机(即长度测量装置160)和红外相机(即温度测量装置120)可分别拍摄其视角范围内的每个铸坯的高清图像和红外图像，进而得到相应的实际长度和温度分布信息。

在本发明的一个实施例中，控制模块140，具体用于：根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量、实际长度信息及预设的铸坯目标重量和预设的铸坯目标长度确定铸坯重量偏差量；根据铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量；根据铸坯长度调整量与预设的铸坯目标长度得到下一个铸坯的目标切割长度。

在本发明的一个实施例中，控制模块140，具体用于：根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量、实际长度信息及预设的铸坯目标重量，得到当前铸坯的重量与预设的铸坯目标重量的第一重量偏差、预设的铸坯目标长度带来的第二重量偏差、实际长度信息带来的第三重量偏差、温度分布信息带来的第四重量偏差及连铸信息带来的第五重量偏差；对第一至第五重量偏差进行加权求和运算，得到铸坯重量偏差量。

可以理解的是，预设的铸坯目标长度可以为一个具体数值，也可以为一个数值范围，具体可根据实际生产需求来设定相应数值或数值范围要求。

在本发明的一个实施例中，控制模块140在根据铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量之后，还用于：根据预设的长度调整限值对铸坯长度调整量进行限幅处理，防止长度过度调整造成误差较大；根据限幅处理后的铸坯长度调整量与预设的铸坯目标长度得到下一个铸坯的目标切割长度。

在具体的实施例中，控制模块140例如为工控机，即通过工控机实现定重切割控制。该工控机例如通过以太网接口从称重装置130、长度测量装置160、温度测量装置120、连铸信息获取装置110中获取对应的输入信息，通过以太网通信接口发送切割长度参数给切割模块150进行铸坯切割。

工控机的相关计算逻辑如下：工控机综合使用铸机信息，决定每次切割长度的调整量。在控制调整时，核心的内容为综合使用铸机信息(在本实例中例如使用拉速数据)、称重信息、温度分布信息、实际长度信息等，实现对铸坯重量偏差量的预测，确定下次切割长度的调整量。在本实施例中，使用线性回归模型，对铸坯重量偏差量进行估计与预测。在本实施例中，该线性回归模型例如为：

ΔWk+1,est＝λ1*ΔWm,k+λ2*(Ls,k-Ls,k-1)*ρ*S+λ2*(Lm,k-Lm,k-1)*ρ*S+λ4*f(T1,k...T6,k)+λ5*(Pk-Pk-1)；

其中，ρ为铸坯密度，S为铸坯截面积，ΔWm,k为当前该流的称重值与目标重量的偏差，即第一重量偏差，(Ls,k-Ls,k-1)*ρ*S为长度设定值变化带来的重量变化，即第二重量偏差，(Lm,k-Lm,k-1)*ρ*S为实测长度值带来的重量变化，即第三重量偏差，f(T1,k...T6,k)为温度分布变化带来的重量变化，即第四重量偏差，(Pk-Pk-1)为连铸信息，如拉速变化带来的重量变化，即第五重量偏差。在本实施例中，使用线性函数回归拟合，即整体的铸坯重量偏差量ΔWk+1,est的估计值为上述各项变化的加权，权重系数λn可从历史数据限行拟合得到。即，对第一至第五重量偏差进行加权求和运算，得到铸坯重量偏差量ΔWk+1,est。

进一步地，在得到铸坯重量偏差量ΔWk+1,est后，可根据如下公式计算得到铸坯长度调整量，具体公式为：ΔLk+1＝-ΔWk+1,est/S*ρ。

其中，ΔLk+1为铸坯长度调整量，ΔWk+1,est为铸坯重量偏差量，S为铸坯截面积，ρ为铸坯密度。

进一步地，在得到铸坯长度调整量ΔLk+1之后，可根据铸坯长度调整量与预设的铸坯目标长度之和，得到下一个铸坯的目标切割长度。

其中，在本实施例中，在得到铸坯长度调整量ΔLk+1之后，还可以对铸坯长度调整量ΔLk+1进行限幅处理，防止长度过度调整，造成误差较大的情况。例如，设定长度调整限值，铸坯长度调整量不得超过该长度调整限值，若超过，则进行限幅处理，即取该长度调整限值为最终的铸坯长度调整量。进而，将限幅处理后的长度调整量与铸坯切割长度设定值之和，作为新的铸坯定尺切割长度目标值，并发送给切割模块150，以据此进行下一个铸坯的切割。

综上所述，在具体实施例中，该连铸铸坯定重切割控制系统的结构构成及工作原理可概述为：温度测量装置120，可连续测量每个铸坯的表面温度分布，使用红外摄像分析的方式，获取连铸坯表面各测量点的温度。长度测量装置160可获取切割后铸坯的长度，采用视觉摄像的方式，获取铸坯切割后的实际长度；连铸信息获取装置110，其为一通信设备，可以从连铸机中获取连铸坯的关键信息，如拉速、温度、结晶器寿命等信息。控制模块140，其为一通信与计算设备，可以连接称重装置130，温度测量装置120、长度测量装置160、连铸信息获取装置110及切割模块150，通过称重装置130，温度测量装置120、长度测量装置160、连铸信息获取装置110等的信息输入，计算确定定尺切割输出设定长度给切割模块150，切割模块150依据控制模块140的长度输入，将铸坯切割至输入设定长度。

在本发明的一个实施例中，该连铸铸坯定重切割控制系统，例如还包括：显示及操作模块(图中未示出)，显示及操作模块具有显示界面和操作界面。

具体的，显示界面，用于显示连铸铸坯定重切割控制系统的通讯连接状态、称重信息、总量统计信息、铸坯追踪信息、流次数据及操作信息、消息框信息；操作界面，用于接收用户输入的功能操作。换言之，即该连铸铸坯定重切割控制系统可提供用户界面，以显示视觉追踪信息、定重控制决策信息等。

具体的，通讯连接状态包括：连铸铸坯定重切割控制系统、数据库和拉速的连接状态指示为绿色表示通讯连接正常。

称重信息包括：称重铸坯的流号，目标重量，实际重量和重量偏差信息。

总量统计信息包括：当前所有铸坯的数量，总定重率和总标准差。在具体实施例中，总定重率≤60％，背景色为红色；总定重率在60％-80％之间，背景色为黄色；总定重率≥80％，背景色为绿色。

铸坯追踪信息包括：视觉追踪图像，图像上包含铸坯识别区域，过程识别和追踪识别号；原系统追踪、视觉识别追踪和手动确认三种追踪方式的选择；追踪数据栈的操作，数据栈可以存储2个追踪流号，流号下进上出，称重结束后，上流号跟随称重结果出队列，下流号递进，通过区域内按钮可以对数据栈内数据进行清空、增加和修改操作。

功能操作包括：全流控制启动和停止，全流数据清空，查看统计表，查看数据曲线。

流次数据及操作信息包括：每流次的系统运行(绿色)/停止(灰色)状态指示；系统正常(绿色)/报警(红色)/故障(红色)指示；铸坯数据，包括铸坯的称重时间，实际重量，重量偏差，定尺切割长度，长度调整量，调整后定尺切割长度给定值；铸坯的数量、定重率和标准差；定重控制启动/停止操作和数据曲线。

消息框信息包括：启动/停止记录，状态信息记录，过程信息提示和记录。消息结构为时间+信息。

根据本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制系统，在进行铸坯定重切割时，融合了铸坯温度分布信息，即综合考虑连铸信息、铸坯温度分布信息及铸坯重量，确定下一个铸坯切割长度，从而利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。进一步地，还可以融合铸坯实际长度信息，即综合考虑连铸信息、铸坯温度分布信息、铸坯实际长度信息及铸坯重量，确定下一个铸坯切割长度，从而进一步提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而更加有效地提高连铸铸坯定重切割的精确性。

本发明的进一步实施例还提出了一种连铸铸坯定重切割控制方法。

图4是根据本发明一个实施例的连铸铸坯定重切割控制方法的流程图。如图4所示，该连铸铸坯定重切割控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取连铸机相关的连铸信息。

在具体实施例中，连铸信息例如包括但不限于：连铸机运行时的生产拉速、温度及结晶器寿命等信息。

步骤S2：获取切割的当前铸坯的温度分布信息。也即，可在铸坯切割完成后，对切割后的单个铸坯表面的温度分布情况进行测量。

步骤S3：测量当前铸坯的重量。

步骤S4：根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息及当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度。

步骤S5：根据目标切割长度进行下一个铸坯的切割。

从而，本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制方法，通过获取连铸信息、铸坯称重信息，并综合铸坯温度分布信息，给出下次铸坯切割设定长度，发送给切割模块，以便进行铸坯切割，从而融合了铸坯温度分布信息，利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

在本发明的一个实施例中，例如使用非接触式的方法测量铸坯表面温度分布。具体的，例如使用红外测温的方式，实现对铸坯表面温度的测量。

在本发明的实施例中，步骤S2，即获取切割的当前铸坯的温度分布信息，包括：通过红外摄像机获取当前铸坯的红外图像；对红外图像进行处理，识别出铸坯目标；获取铸坯目标表面的多个红外像素强度值；根据多个红外像素强度值对应得到多个温度值；根据多个温度值生成温度分布信息。

更为详细的测温流程例如包括：通过红外摄像机采集当前铸坯的一帧红外图像，在该红外图像中识别铸坯的头部和尾部特征，若识别头部和尾部同时存在，则判断是否为一根完整的铸坯，若是一根完整的铸坯，则采集多个测温点对应的像素强度值，并映射为温度值，从而得到多个测温点对应的多个温度值，根据多个温度值可得到当前铸坯表面的温度分布信息。换言之，即通过测量铸坯表面温度像素，利用图像处理算法，提取出像素强度值，映射为对应的温度值，多个温度值生成温度分布信息，供后续决策使用。

在本发明的一个实施例中，在根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息及当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度之前，还包括：

测量当前铸坯的实际长度信息；也即，可以在铸坯切割完成后，测量单个铸坯的实际长度。

根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量及实际长度信息，确定下一个铸坯的目标切割长度。

从而，本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制方法，通过获取连铸信息、铸坯称重信息，并综合铸坯温度分布信息和铸坯实际长度信息，给出下次铸坯切割设定长度，发送给切割模块，以便进行铸坯切割，从而融合了铸坯温度分布信息和铸坯实际长度信息，利于进一步提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而更加有效地提高连铸铸坯定重切割的精确性。

换言之，即在具体实施例中，该连铸铸坯定重切割控制方法，可以从称重装置接收切割完成后的铸坯重量信息，从温度测量装置获取切割完成后的铸坯温度分布信息，从长度测量装置获取铸坯长度测量信息，从连铸信息获取装置获取连铸机拉速、温度、结晶器寿命等连铸信息。通过综合以上信息，计算下次铸坯切割长度，利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，使得切割后的铸坯重量接近目标重量，从而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。

在本发明的一个实施例中，例如使用非接触的方式，通过高分别率、低畸变的摄像装置，通过机器视觉算法，获取铸坯的实际长度。

具体的，测量当前铸坯的实际长度信息，包括：通过高清摄像机，连续获取当前铸坯的铸坯图像；识别铸坯图像中的铸坯头部位置和铸坯尾部位置；根据铸坯头部位置和铸坯尾部位置确定当前铸坯的长度。具体的，例如获取铸坯头部位置和铸坯尾部位置对应的像素长度，将该像素长度映射为实际长度，即为当前铸坯的实际长度。

具体的说，随着红外摄像、视觉分析等技术发展，使得直接测量铸坯表面温度分布成为可能，加入铸坯温度测量分布可以获取更加精确的铸坯表面温度分布信息，有精确的温度分布测量信息，可以估算铸坯密度等变化，在下次切割时予以修正。

同时，由于切割系统误差或偏差存在，铸坯切割完成后的长度不一定与切割设定长度相等，如设定12m的设定长度，±5cm的切割误差或偏差比较常见，加入长度测量信息后可以准确估计铸坯切割偏差，在下次切割中予以修正。

在具体实施例中，通过加入温度分布信息及长度测量信息，系统有效利用该信息，进行更为准确的切割长度控制，定重切割误差标准差从约5.7Kg降低至4.2Kg，提高精度约26％。

在本发明的一个实施例中，根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量及实际长度信息，确定下一个铸坯的目标切割长度的过程，包括：根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量、实际长度信息及预设的铸坯目标重量和预设的铸坯目标长度确定铸坯重量偏差量；根据铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量；根据铸坯长度调整量与预设的铸坯目标长度得到下一个铸坯的目标切割长度。

进一步地，根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量、实际长度信息及预设的铸坯目标重量和预设的铸坯目标长度确定铸坯重量偏差量的过程，包括：根据连铸信息、当前铸坯的温度分布信息、当前铸坯的重量、实际长度信息及预设的铸坯目标重量，得到当前铸坯的重量与预设的铸坯目标重量的第一重量偏差、预设的铸坯目标长度带来的第二重量偏差、实际长度信息带来的第三重量偏差、温度分布信息带来的第四重量偏差及连铸信息带来的第五重量偏差；对第一至第五重量偏差进行加权求和运算，得到铸坯重量偏差量。

可以理解的是，预设的铸坯目标长度可以为一个具体数值，也可以为一个数值范围，具体可根据实际生产需求来设定相应数值或数值范围要求。

进一步地，在根据铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量之后，还包括：根据预设的长度调整限值对铸坯长度调整量进行限幅处理，防止长度过度调整造成误差较大；根据限幅处理后的铸坯长度调整量与预设的铸坯目标长度得到下一个铸坯的目标切割长度。

在具体的实施例中，连铸铸坯定重切割控制方法例如采用工控机实现定重切割控制。该工控机例如通过以太网接口从称重装置、长度测量装置、温度测量装置、连铸信息获取装置中获取对应的输入信息，通过以太网通信接口发送切割长度参数给切割模块进行铸坯切割。

工控机的相关计算逻辑如下：工控机综合使用铸机信息，决定每次切割长度的调整量。在控制调整时，核心的内容为综合使用铸机信息(在本实例中例如使用拉速数据)、称重信息、温度分布信息、实际长度信息等，实现对铸坯重量偏差量的预测，确定下次切割长度的调整量。在本实施例中，使用线性回归模型，对铸坯重量偏差量进行估计与预测。在本实施例中，该线性回归模型例如为：

ΔWk+1,est＝λ1*ΔWm,k+λ2*(Ls,k-Ls,k-1)*ρ*S+λ2*(Lm,k-Lm,k-1)*ρ*S+λ4*f(T1,k...T6,k)+λ5*(Pk-Pk-1)；

其中，ρ为铸坯密度，S为铸坯截面积，ΔWm,k为当前该流的称重值与目标重量的偏差，即第一重量偏差，(Ls,k-Ls,k-1)*ρ*S为长度设定值变化带来的重量变化，即第二重量偏差，(Lm,k-Lm,k-1)*ρ*S为实测长度值带来的重量变化，即第三重量偏差，f(T1,k...T6,k)为温度分布变化带来的重量变化，即第四重量偏差，(Pk-Pk-1)为连铸信息，如拉速变化带来的重量变化，即第五重量偏差。在本实施例中，使用线性函数回归拟合，即整体的铸坯重量偏差量ΔWk+1,est的估计值为上述各项变化的加权，权重系数λn可从历史数据限行拟合得到。即，对第一至第五重量偏差进行加权求和运算，得到铸坯重量偏差量ΔWk+1,est。

进一步地，在得到铸坯重量偏差量ΔWk+1,est后，可根据如下公式计算得到铸坯长度调整量，具体公式为：ΔLk+1＝-ΔWk+1,est/S*ρ。

其中，ΔLk+1为铸坯长度调整量，ΔWk+1,est为铸坯重量偏差量，S为铸坯截面积，ρ为铸坯密度。

进一步地，在得到铸坯长度调整量ΔLk+1之后，可根据铸坯长度调整量与预设的铸坯目标长度之和，得到下一个铸坯的目标切割长度。

其中，在本实施例中，在得到铸坯长度调整量ΔLk+1之后，还可以对铸坯长度调整量ΔLk+1进行限幅处理，防止长度过度调整，造成误差较大的情况。例如，设定长度调整限值，铸坯长度调整量不得超过该长度调整限值，若超过，则进行限幅处理，即取该长度调整限值为最终的铸坯长度调整量。进而，将限幅处理后的长度调整量与铸坯切割长度设定值之和，作为新的铸坯定尺切割长度目标值，并发送给切割模块150，以据此进行下一个铸坯的切割。

在本发明的一个实施例中，该方法例如还包括：提供显示界面，以显示连铸铸坯定重切割控制系统的通讯连接状态、称重信息、总量统计信息、铸坯追踪信息、流次数据及操作信息、消息框信息；提供操作界面，以接收用户输入的功能操作。换言之，即该连铸铸坯定重切割控制方法可提供用户界面，以显示视觉追踪信息、定重控制决策信息等。

需要说明的是，本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制方法的具体实现方式与本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制系统的具体实现方式类似，具体请参见系统部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的连铸铸坯定重切割控制方法，在进行铸坯定重切割时，融合了铸坯温度分布信息，即综合考虑连铸信息、铸坯温度分布信息及铸坯重量，确定下一个铸坯切割长度，从而利于提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而有效提高连铸铸坯定重切割的精确性。进一步地，还可以融合铸坯实际长度信息，即综合考虑连铸信息、铸坯温度分布信息、铸坯实际长度信息及铸坯重量，确定下一个铸坯切割长度，从而进一步提高设定下一个铸坯切割长度的准确性，进而更加有效地提高连铸铸坯定重切割的精确性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，包括：

连铸信息获取装置，用于获取连铸机相关的连铸信息；

温度测量装置，用于获取切割的当前铸坯的温度分布信息；

称重装置，用于测量所述当前铸坯的重量；

控制模块，用于根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息及所述当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度；

切割模块，用于根据所述目标切割长度进行所述下一个铸坯的切割。

2.根据权利要求1所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，还包括：

长度测量装置，用于测量所述当前铸坯的实际长度信息；

所述控制模块，还用于根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量及所述实际长度信息，确定下一个铸坯的所述目标切割长度。

3.根据权利要求2所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，所述控制模块，具体用于：

根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量、所述实际长度信息及预设的铸坯目标重量和预设的铸坯目标长度确定铸坯重量偏差量；

根据所述铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量；

根据所述铸坯长度调整量与所述预设的铸坯目标长度得到所述下一个铸坯的所述目标切割长度。

4.根据权利要求3所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，所述控制模块，具体用于：

根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量、所述实际长度信息及预设的铸坯目标重量，得到所述当前铸坯的重量与所述预设的铸坯目标重量的第一重量偏差、所述预设的铸坯目标长度带来的第二重量偏差、所述实际长度信息带来的第三重量偏差、所述温度分布信息带来的第四重量偏差及所述连铸信息带来的第五重量偏差；

对第一至第五重量偏差进行加权求和运算，得到所述铸坯重量偏差量。

5.根据权利要求3所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，所述控制模块在根据所述铸坯重量偏差量确定铸坯长度调整量之后，还用于：

根据预设的长度调整限值对所述铸坯长度调整量进行限幅处理；

根据限幅处理后的铸坯长度调整量与所述预设的铸坯目标长度得到所述下一个铸坯的所述目标切割长度。

6.根据权利要求1所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，所述温度测量装置，用于：

获取所述当前铸坯的红外图像；

对所述红外图像进行处理，识别出铸坯目标；

获取所述铸坯目标表面的多个红外像素强度值；

根据所述多个红外像素强度值对应得到多个温度值；

根据所述多个温度值生成所述温度分布信息。

7.根据权利要求2所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，所述长度测量装置，用于：

连续获取所述当前铸坯的铸坯图像；

识别所述铸坯图像中的铸坯头部位置和铸坯尾部位置；

根据所述铸坯头部位置和铸坯尾部位置确定所述当前铸坯的长度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的连铸铸坯定重切割控制系统，其特征在于，还包括：显示及操作模块，所述显示及操作模块具有显示界面和操作界面；

所述显示界面，用于显示所述连铸铸坯定重切割控制系统的通讯连接状态、称重信息、总量统计信息、铸坯追踪信息、流次数据及操作信息、消息框信息；

所述操作界面，用于接收用户输入的功能操作。

9.一种连铸铸坯定重切割控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取连铸机相关的连铸信息；

获取切割的当前铸坯的温度分布信息；

测量所述当前铸坯的重量；

根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息及所述当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度；

根据所述目标切割长度进行所述下一个铸坯的切割。

10.根据权利要求9所述的连铸铸坯定重切割控制方法，其特征在于，在根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息及所述当前铸坯的重量，确定下一个铸坯的目标切割长度之前，还包括：

测量所述当前铸坯的实际长度信息；

根据所述连铸信息、所述当前铸坯的温度分布信息、所述当前铸坯的重量及所述实际长度信息，确定下一个铸坯的所述目标切割长度。

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