CN113333706B - 一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，属于连铸生产过程中产生的非稳态铸坯识别处理技术领域。本发明的技术方案是：采集PLC基础信息数据；PLC基础信息数据传输到铸流PLC；中包钢水形成铸坯到切割机实现铸坯跟踪；按照炉号跟踪切割位置，实现段内铸坯的跟踪，按照定尺划分铸坯长度；非稳态铸坯启动至结束标识在铸流跟踪画面；计算最优切割非稳态方案，火切机自动执行切割计划。本发明的有益效果是：对于各种铸坯跟踪实现了计算机可视化，岗位实时可以获得各个位置数据，彻底替代了岗位人工计算，消除了岗位计算错误而带来定尺切割浪费现象，消除了缺陷坯跟踪不准，影响产品质量问题的发送。

Description

一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法
技术领域
本发明涉及一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，属于连铸生产过程中产生的非稳态铸坯识别处理技术领域。
背景技术
目前连铸板坯生产过程中对产生的非稳态铸坯的主要由岗位进行人为计算判断出非稳态铸坯在段内位置，需要人为进行计算非稳态铸坯切割，还需要进行阶段性修正计算工作，按照经验数据计算切割非稳态铸坯，从而造成切割定尺损失，调宽坯过多修复等问题。
发明内容
本发明目的是提供一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，对于各种铸坯跟踪实现了计算机可视化，岗位实时可以获得各个位置数据，能够在更换中包、换水口、漏钢报警、停浇、调宽时，从启动时机到稳态的判断和铸坯切割定尺自动计算，达到操作人员对非稳态铸坯长度和位置的可视化监测，提高了铸坯收得率，减少了切割费用消除了岗位计算错误而带来定尺切割浪费现象，消除了缺陷坯跟踪不准，影响产品质量问题的发送，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，包含以下步骤：
步骤一、采集PLC基础信息数据；
步骤二、PLC基础信息数据传输到铸流PLC；
步骤三、中包钢水形成铸坯到切割机实现铸坯跟踪；
步骤四、按照炉号跟踪切割位置，实现段内铸坯的跟踪，按照定尺划分铸坯长度 ；
步骤五、非稳态铸坯启动至结束标识在铸流跟踪画面；
步骤六、计算最优切割非稳态方案，火切机自动执行切割计划。
所述步骤一中，根据下发的生产计划，设定客户对板坯定尺长度要求，从PLC中采集基础信息数据，包括大包更换信号及重量、中包重量、跟踪长度、拉速、火切机主压、火切机大车位置、更换水口、调宽动作信号及结晶器下口宽度。
所述步骤二中，采用通信编程，将采集PLC基础信息数据传输到铸流PLC。
所述步骤三中，采集大包钢水总重和中包内钢水总重，根据结晶器断面计算本炉次钢水总长度，并分别计算中包内钢水浇注总长度和大包内浇注钢水的总长度，本炉次钢水总长度L总=大包钢水净重/(结晶器宽度*结晶器厚度)/钢水密度=T/(L*W)/e。
所述步骤四中，按照定尺划分总长度根数，在每个需切割分界处标识出距离火切机原点长度距离，伴随拉速使铸坯画面按照每200毫秒动态更新；每次更新需切割分界线距离火切机原点长度距离，每次大包更换后画面显示铸坯为不同颜色的铸流，作为炉次交替的分界提示；因实际火切机原点位置至结晶器上口位置为固定值L固定，根据大包重量实际和结晶器宽度范围设定，涉及炉次交替铸流的颜色设定为两种颜色，实际区分大包交替界线；设定定尺长度功能将火切机切割分界线信号的位置，逐级递推到结晶器上口，按照设定定尺长度画出切割分界线，到结晶器上口处遇到不等于设定定尺长度的不进行切割点分界划分，一直到最后一根画面逐级远离结晶器上口位置可划分出一整根定尺长度后，继续进行划分出需切割分界线。
所述步骤五中，非稳态铸坯启动开始，在铸流跟踪画面从结晶器上口位置进行画面显示，到非稳态铸坯结束，显示非稳态铸坯长度，开始点和结束点分界计算到火切机原点具体距离，铸流跟踪画面更新显示距离也进行动态计算更新，并设立非稳态铸坯长度显示模块；识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分；在结晶器上口位置非稳态启动信号点为第一刀切割位置,其距离火切机原点距离H1=L固定-（t实时时间-t启动时间）*V拉速；非稳态结束信号点为第二刀切割位置，其距离火切机原点距离H2= L固定-（t实时时间-t结束时间）*V拉速；非稳态铸坯长度=（t结束时间- t启动时间）*V拉速= H2-H1。
所述识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分，其特征在于，非稳态识别种类分为调宽坯、换水口坯、漏钢报警坯和换中包坯，调宽坯识别信号点采用调宽开始结束信号点，换水口坯信号点采用手动设定人工开始结束按钮，漏钢报警坯采用漏钢报警自动降速至0.2m/min为开始点，结束点为故障复位开始涨速为采集结束点，换中包坯信号点采用手动设定人工开始结束按钮；调宽坯显示颜色为粉红色，换水口坯显示颜色为棕色，漏钢报警坯显示颜色为黄色，换中包坯显示颜色为灰色。
所述步骤六中，执行切割计划包含非稳态长度切割计划和匀尺切割计划；
非稳态长度切割计划，铸流跟踪显示非稳态铸坯长度及距离火切机原点距离,非稳态铸坯起点到达火切机原点执行第一刀切割,结束后点执行第二刀切割,将非稳态铸坯切割甩废整体切除处理。
匀尺切割计划，利用铸坯匀尺切割计算模型，依据基础数据按照以下计算公式:d长度差=Lmax-Lmin，A预测根数=INT(L总/Lmin),按照预测根数剩余长度d1剩余= L总- Lmin* A预测根数，B最大定尺根数=d1剩余/ d长度差，切除最大定尺根数长度定尺，剩余铸坯长度按照短尺切割，短尺定尺长度= (L总- B最大定尺根数* Lmax)/（A预测根数-B最大定尺根数)，计算出最大定尺的根数，其余计算出短尺的长度，按照设定的要求传输给火切机执行信号自动优化切割，当换完大包后，铸坯跟踪内无短尺坯，全部为等于1的铸坯，启动切割优化，换大包2分钟后禁止切割优化。
本发明的有益效果是：对于各种铸坯跟踪实现了计算机可视化，岗位实时可以获得各个位置数据，能够在更换中包、换水口、漏钢报警、停浇、调宽时，从启动时机到稳态的判断和铸坯切割定尺自动计算，达到操作人员对非稳态铸坯长度和位置的可视化监测，提高了铸坯收得率，减少了切割费用消除了岗位计算错误而带来定尺切割浪费现象，消除了缺陷坯跟踪不准，影响产品质量问题的发送。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明一级接口数据图表；
图3是本发明铸坯跟踪显示画面；
图4是本发明不同炉次铸坯跟踪的区分显示示意图；
图5是本发明非稳态铸坯识别的示意图。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，包含以下步骤：
步骤一、采集PLC基础信息数据；
步骤二、PLC基础信息数据传输到铸流PLC；
步骤三、中包钢水形成铸坯到切割机实现铸坯跟踪；
步骤四、按照炉号跟踪切割位置，实现段内铸坯的跟踪，按照定尺划分铸坯长度 ；
步骤五、非稳态铸坯启动至结束标识在铸流跟踪画面；
步骤六、计算最优切割非稳态方案，火切机自动执行切割计划。
所述步骤一中，根据下发的生产计划，设定客户对板坯定尺长度要求，从PLC中采集基础信息数据，包括大包更换信号及重量、中包重量、跟踪长度、拉速、火切机主压、火切机大车位置、更换水口、调宽动作信号及结晶器下口宽度。
所述步骤二中，采用通信编程，将采集PLC基础信息数据传输到铸流PLC。
所述步骤三中，采集大包钢水总重和中包内钢水总重，根据结晶器断面计算本炉次钢水总长度，并分别计算中包内钢水浇注总长度和大包内浇注钢水的总长度，本炉次钢水总长度L总=大包钢水净重/(结晶器宽度*结晶器厚度)/钢水密度=T/(L*W)/e。
所述步骤四中，按照定尺划分总长度根数，在每个需切割分界处标识出距离火切机原点长度距离，伴随拉速使铸坯画面按照每200毫秒动态更新；每次更新需切割分界线距离火切机原点长度距离，每次大包更换后画面显示铸坯为不同颜色的铸流，作为炉次交替的分界提示；因实际火切机原点位置至结晶器上口位置为固定值L固定，根据大包重量实际和结晶器宽度范围设定，涉及炉次交替铸流的颜色设定为两种颜色，实际区分大包交替界线；设定定尺长度功能将火切机切割分界线信号的位置，逐级递推到结晶器上口，按照设定定尺长度画出切割分界线，到结晶器上口处遇到不等于设定定尺长度的不进行切割点分界划分，一直到最后一根画面逐级远离结晶器上口位置可划分出一整根定尺长度后，继续进行划分出需切割分界线。
所述步骤五中，非稳态铸坯启动开始，在铸流跟踪画面从结晶器上口位置进行画面显示，到非稳态铸坯结束，显示非稳态铸坯长度，开始点和结束点分界计算到火切机原点具体距离，铸流跟踪画面更新显示距离也进行动态计算更新，并设立非稳态铸坯长度显示模块；识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分；在结晶器上口位置非稳态启动信号点为第一刀切割位置,其距离火切机原点距离H1=L固定-（t实时时间-t启动时间）*V拉速；非稳态结束信号点为第二刀切割位置，其距离火切机原点距离H2= L固定-（t实时时间-t结束时间）*V拉速；非稳态铸坯长度=（t结束时间- t启动时间）*V拉速= H2-H1。
所述识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分，其特征在于，非稳态识别种类分为调宽坯、换水口坯、漏钢报警坯和换中包坯，调宽坯识别信号点采用调宽开始结束信号点，换水口坯信号点采用手动设定人工开始结束按钮，漏钢报警坯采用漏钢报警自动降速至0.2m/min为开始点，结束点为故障复位开始涨速为采集结束点，换中包坯信号点采用手动设定人工开始结束按钮；调宽坯显示颜色为粉红色，换水口坯显示颜色为棕色，漏钢报警坯显示颜色为黄色，换中包坯显示颜色为灰色。
所述步骤六中，执行切割计划包含非稳态长度切割计划和匀尺切割计划；
非稳态长度切割计划，铸流跟踪显示非稳态铸坯长度及距离火切机原点距离,非稳态铸坯起点到达火切机原点执行第一刀切割,结束后点执行第二刀切割,将非稳态铸坯切割甩废整体切除处理。
匀尺切割计划，利用铸坯匀尺切割计算模型，依据基础数据按照以下计算公式:d长度差=Lmax-Lmin，A预测根数=INT(L总/Lmin),按照预测根数剩余长度d1剩余= L总- Lmin* A预测根数，B最大定尺根数=d1剩余/ d长度差，切除最大定尺根数长度定尺，剩余铸坯长度按照短尺切割，短尺定尺长度= (L总- B最大定尺根数* Lmax)/（A预测根数-B最大定尺根数)，计算出最大定尺的根数，其余计算出短尺的长度，按照设定的要求传输给火切机执行信号自动优化切割，当换完大包后，铸坯跟踪内无短尺坯，全部为等于1的铸坯，启动切割优化，换大包2分钟后禁止切割优化。
在实际应用中，本发明步骤一和步骤二中，主要是从PLC中对基础信息数据进行查找对其进行命名，如图2，包括中包重量、大包重量、跟踪长度、大包更换信号、拉速、火切机主压、火切机大车位置、更换水口、调宽动作信号和结晶器下口宽度等信号，并针对从PLC无法直接接受的信号增加人工按钮采集信号点，及对换水口非稳态和换包非稳态等增加手动按钮识别信号。将其所有基础信息数据信号点找其PLC中采集端口作为基础信息数据采集原点信号（即初始信号），并将其传输至铸流PLC，为实现铸坯跟踪画面。
步骤三和步骤四，主要是实现铸坯跟踪画面，如图3，通过对基础数据的运算，实现铸坯总长度画面显示，单一炉次铸坯跟踪长度计算公式L总=大包钢水净重/(结晶器宽度*结晶器厚度)/钢水密度=T/(L*W)/e。通过plc运算将其长度作为画面划分显示的铸坯跟踪依据。其铸坯长度显示通过结晶器上口液面位置随着拉速和时间逐渐显示画面，每200毫秒进行一次更新，大包停浇后中包内存留的钢水在下一大包打开后继续浇注，本炉次大包浇注完成L总开始进行下一炉次的L总跟踪显示，每次更新需切割分界线距离火切机原点长度距离，每次大包更换后画面显示铸坯为不同颜色的铸流。可作为炉次交替的分界提示。因实际火切机原点位置至结晶器上口位置为固定值L固定。根据大包重量实际和结晶器宽度范围设定，涉及炉次交替铸流的颜色设定为两种颜色，实际现场运用最多出现两种颜色区分大包交替界线，如图4，第n炉次铸坯跟踪使用颜色1，第n+1炉次铸坯跟踪使用颜色2，第n+2炉次铸坯跟踪使用颜色1，第n+3炉次铸坯跟踪使用颜色2，炉次交替铸坯跟踪画面颜色交替，设定定尺长度功能可将火切机切割分界线信号的位置，逐级递推到结晶器上口，按照设定定尺长度画出切割分界线，到结晶器上口处遇到不等于设定定尺长度的不进行切割点分界划分，一直到最后一根画面逐级远离结晶器上口位置可划分出一整根定尺长度后，继续进行划分出需切割分界线。切割分界线是作为火切机自动判断包括火切机切头压下和给高压氧切割的信号点。切割分界线达到火切机原点位置后，自动开始切割。
步骤五，主要是对非稳态铸坯在跟踪画面可视化显示和为火切机增加识别判断，如图5，可实现火切机自动对非稳态铸坯的自动切割，非稳态铸坯启动信号与结束信号采集点传输到铸流跟踪，非稳态启动开始在铸流跟踪画面从结晶器上口位置进行画面显示到非稳态结束显示非稳态铸坯长度，开始点和结束点分界计算到火切机原点具体，铸流跟踪画面更新显示距离也进行动态计算更新。并设立非稳态铸坯长度显示模块。并识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分。非稳态识别种类分为调宽坯、换水口坯、漏钢报警坯、换中包坯。对调宽坯识别信号点采用调宽开始结束信号点，换水口信号点采用手动设定人工开始结束按钮，漏钢报警坯采用漏钢报警自动降速至0.2m/min为开始点，结束点为故障复位开始涨速为采集结束点。换中包信号点采用手动设定人工开始结束按钮。调宽坯显示颜色为粉红色、换水口坯显示颜色为棕色、漏钢报警坯显示颜色为黄色、换中包坯显示颜色为灰色。非稳态铸坯的切割分界自动划分，但不作为火切机自动切割的信号点，岗位人员确定非稳态切割位置准确无误，点击执行定尺按钮，火切机自动切割，此种做法考虑调宽坯中涉及微调坯可直接轧制不用直接切废处理的问题，若执行非稳态铸坯自动切割，则按照在结晶器上口位置非稳态启动信号点为第一刀切割位置,其距离火切机原点距离H1=L固定-（t实时时间-t启动时间）*V拉速。非稳态结束信号点为第二刀切割位置，其距离火切机原点距离H2=L固定-（t实时时间-t结束时间）*V拉速。非稳态铸坯长度=（t结束时间- t启动时间）*V拉速= H2-H1。具体以换水口为实例介绍，通过跟踪画面选取在正常目标板坯长度之间进行更换水口，换水口开始岗位进行点击换水口开始按钮至结束点击结束按钮，换水口非稳态铸坯长度=（t换水口点击结束时间点-t换水口点击启动时间点）*V拉速= H2-H1，换水口非稳态坯第一刀切割位置，其距离火切机原点距离H1=L固定-（t实时时间点- t换水口点击启动时间点）*V拉速。换水口非稳态坯结束信号点为第二刀切割位置，其距离火切机原点距离H2= L固定-（t实时时间点- t换水口点击结束时间点）*V拉速。
步骤六，主要是对非稳态铸坯的切割和优化切割功能实现，若执行非稳态切割计划，对铸流跟踪显示非稳态铸坯长度及距离火切机原点距离,非稳态铸坯起点到达火切机原点执行第一刀切割,结束后点执行第二刀切割,将非稳态铸坯切割甩废整体切除处理。
若执行匀尺切割计算计划，以下表格为铸坯匀尺切割计算模型的基础数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
依据基础数据按照以下计算公式d长度差=Lmax-Lmin，A预测根数=INT(L总/Lmin),按照预测根数剩余长度d1剩余= L总- Lmin* A预测根数，B最大定尺根数=d1剩余/ d长度差。切除最大定尺根数长度定尺剩余铸坯长度按照短尺切割，短尺定尺长度= (L总- B最大定尺根数* Lmax)/（A预测根数-B最大定尺根数)。通过计算出最大定尺的根数，其余计算出短尺的长度，按照设定的要求传输给火切机执行信号自动优化切割。
具体实例以唐山不锈钢公司连铸一号机生产铸坯计划要求，最长定尺为11.8m,最短匀尺要求为10.8m,停浇前铸坯总长为55m，按照模型计算d长度差=Lmax-Lmin=11.8-10.8=1m, A预测根数=INT(L总/Lmin)= INT(55/10.8)=5, 按照预测根数剩余长度d1剩余= L总- Lmin*A预测根数=55-10.8*5=1m，B最大定尺根数=d1剩余/ d长度差=1/1=1, 切除最大定尺根数长度定尺剩余铸坯长度按照短尺切割，短尺定尺长度= (L总- B最大定尺根数* Lmax)/（A预测根数-B最大定尺根数)=(55-1*11.8)/(5-1)=10.8, 通过计算停浇优化切割方案为一根按照11.8m切割，其余为短尺全部按照10.8m切割，此种方式为最少减少的铸坯损失方案，按照设定的要求传输给火切机执行信号自动优化切割，避免了人为计算失误造成大量铸坯浪费。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一、采集PLC基础信息数据；
步骤二、PLC基础信息数据传输到铸流PLC；
步骤三、中包钢水形成铸坯到切割机实现铸坯跟踪；
步骤四、按照炉号跟踪切割位置，实现段内铸坯的跟踪，按照定尺划分铸坯长度；按照定尺划分总长度根数，在每个需切割分界处标识出距离火切机原点长度距离，伴随拉速使铸坯画面按照每200毫秒动态更新；每次更新需切割分界线距离火切机原点长度距离，每次大包更换后画面显示铸坯为不同颜色的铸流，作为炉次交替的分界提示；因实际火切机原点位置至结晶器上口位置为固定值L固定，根据大包重量实际和结晶器宽度范围设定，涉及炉次交替铸流的颜色设定为两种颜色，实际区分大包交替界线；设定定尺长度功能将火切机切割分界线信号的位置，逐级递推到结晶器上口，按照设定定尺长度画出切割分界线，到结晶器上口处遇到不等于设定定尺长度的不进行切割点分界划分，一直到最后一根画面逐级远离结晶器上口位置可划分出一整根定尺长度后，继续进行划分出需切割分界线；
步骤五、非稳态铸坯启动至结束标识在铸流跟踪画面；非稳态铸坯启动开始，在铸流跟踪画面从结晶器上口位置进行画面显示，到非稳态铸坯结束，显示非稳态铸坯长度，开始点和结束点分界计算到火切机原点具体距离，铸流跟踪画面更新显示距离也进行动态计算更新，并设立非稳态铸坯长度显示模块；识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分；在结晶器上口位置非稳态启动信号点为第一刀切割位置,其距离火切机原点距离H1=L固定-（t实时时间-t启动时间）*V拉速；非稳态结束信号点为第二刀切割位置，其距离火切机原点距离H2= L固定-（t实时时间-t结束时间）*V拉速；非稳态铸坯长度=（t结束时间- t启动时间）*V拉速= H2-H1；
步骤六、计算最优切割非稳态方案，火切机自动执行切割计划；
执行切割计划包含非稳态长度切割计划和匀尺切割计划；
非稳态长度切割计划，铸流跟踪显示非稳态铸坯长度及距离火切机原点距离,非稳态铸坯起点到达火切机原点执行第一刀切割,结束后点执行第二刀切割,将非稳态铸坯切割甩废整体切除处理；
匀尺切割计划，利用铸坯匀尺切割计算模型，依据基础数据按照以下计算公式: d长度差=Lmax-Lmin，A预测根数=INT(L总/Lmin),按照预测根数剩余长度d1剩余= L总- Lmin* A预测根数，B最大定尺根数=d1剩余/ d长度差，切除最大定尺根数长度定尺，剩余铸坯长度按照短尺切割，短尺定尺长度= (L总- B最大定尺根数* Lmax)/（A预测根数-B最大定尺根数)，计算出最大定尺的根数，其余计算出短尺的长度，按照设定的要求传输给火切机执行信号自动优化切割，当换完大包后，铸坯跟踪内无短尺坯，全部为等于1的铸坯，启动切割优化，换大包2分钟后禁止切割优化。
2.根据权利要求1所述的一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，其特征在于：所述步骤一中，根据下发的生产计划，设定客户对板坯定尺长度要求，从PLC中采集基础信息数据，包括大包更换信号及重量、中包重量、跟踪长度、拉速、火切机主压、火切机大车位置、更换水口、调宽动作信号及结晶器下口宽度。
3.根据权利要求1所述的一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，其特征在于：所述步骤二中，采用通信编程，将采集PLC基础信息数据传输到铸流PLC。
4.根据权利要求1所述的一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，其特征在于：所述步骤三中，采集大包钢水总重和中包内钢水总重，根据结晶器断面计算本炉次钢水总长度，并分别计算中包内钢水浇注总长度和大包内浇注钢水的总长度，本炉次钢水总长度L总=大包钢水净重/(结晶器宽度*结晶器厚度)/钢水密度=T/(L*W)/e。
5.根据权利要求1所述的一种连铸非稳态铸坯识别和优化切割一级实现的方法，其特征在于：所述识别不同类型的非稳态，分别使用不同颜色显示区分，非稳态识别种类分为调宽坯、换水口坯、漏钢报警坯和换中包坯，调宽坯识别信号点采用调宽开始结束信号点，换水口坯信号点采用手动设定人工开始结束按钮，漏钢报警坯采用漏钢报警自动降速至0.2m/min为开始点，结束点为故障复位开始涨速为采集结束点，换中包坯信号点采用手动设定人工开始结束按钮；调宽坯显示颜色为粉红色，换水口坯显示颜色为棕色，漏钢报警坯显示颜色为黄色，换中包坯显示颜色为灰色。
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