CN114733913A - 一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，所述该系统是在模型系统中建立FGAP模型表，以钢组代码、厚度代码、宽度代码为索引字段，建立七个机架的辊缝补偿量数组，本发明适用于轧钢自动化技术领域，本发明中在计算精轧机组各个机架的辊缝补偿量时，在换钢种或换规格轧制的第一块，参考此块钢所属钢组和规格的辊缝补偿量的历史数据，结合当前轧机的辊缝补偿量的短期自学习结果，既考虑了与钢种、规格相关的各机架轧件变形、摩擦等导致的前滑系数等的误差，又考虑了当前轧辊热膨胀和磨损计算的误差，综合补偿后，换钢种或换规格轧制第一块钢时，精轧穿带各机架金属流量平衡，穿带稳定性提高，同时头部厚度控制精度得到明显改善。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢自动化技术领域，特别涉及一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统。
背景技术
安钢1780mm热连轧生产线产品繁多，钢种类型从冷轧基料到高强汽车板，厚度规格从1.4mm到18mm，宽度规格从1000mm到1600mm，轧制计划的编排很难兼顾钢种、规格的过渡，而钢种、规格的跳跃极易造成产品厚度精度的下降，这就给精轧机组模型的辊缝设定提出了很高的要求，而辊缝设定补偿量是影响辊缝设定的关键因素，也是钢种、规格过渡时最不稳定的因素。换钢种或换规格轧制的第一块钢，由于辊缝补偿量不准确，造成带钢目标厚度设定不准确，更有甚者，导致精轧各机架金属流量失衡造成废钢事故。
精轧机组各机架辊缝设定补偿量来源于各机架秒流量厚度(mass flow厚度)和辊缝计厚度(gage meter厚度)的差值。各机架秒流量厚度主要是基于精轧末机架出口秒流量、各机架工作辊线速度及前滑值计算得到的，其中前滑系数计算的误差直接影响各机架秒流量厚度计算的准确性，它与带钢的材质、目标厚度和目标宽度密切相关；而各机架辊缝计厚度由AGC(厚度自动控制)系统根据各机架辊缝测量值、实际轧制力和各机架刚度计算得到的。辊缝计厚度的偏差，主要来自于轧机的实际刚度与计算所用的刚度之间的偏差，在同钢种、同规格生产条件下，轧制力相对稳定，这个偏差基本稳定，但是当换钢种或换规格时，这个偏差则会较大。各机架辊缝补偿量的引入，就是为了消除以上这些误差可能带来的设定厚度与实际厚度的偏差，提高带钢头部厚度设定精度，从而提高穿带过程的稳定性。原辊缝补偿的自学习是通过精轧模型的快照式扫描，在穿带完成后同时获取各机架的秒流量厚度和辊缝计厚度，将这两个值的差值乘以固定的增益系数，加到原来各机架的辊缝设定量上，用于下一块带钢的辊缝补偿。这种算法相对简单，把与钢种、规格相关的误差带来的偏差全部归于辊缝补偿的短期自学习，各机架辊缝补偿的自学习只是随着上一卷带钢的误差结果调整，没有按照钢种、规格分层统计，所以，在换钢种或换规格轧制时，由于各机架秒流量厚度与辊缝计厚度之间的偏差显著变化，但又没有提前由辊缝补偿量进行修正，因此各机架秒流量失衡，导致带钢厚度精度下降，甚至由于穿带不稳定引起废钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，所述该系统是在模型系统中建立FGAP模型表，以钢组代码、厚度代码、宽度代码为索引字段，建立以下数组：
建立七个机架的辊缝补偿量数组：F1 gap offset、F2 gap offset、F3 gapoffset、F4 gap offset、F5 gap offset、F6 gap offset和F7 gap offset。
作为本发明的进一步方案，所述热连轧精轧机组辊缝补偿系统将各机架辊缝补偿量分成两部分，分别如下：
一部分来自于根据钢组、厚度、宽度分类进行的长期历史自学习数据；
另一部分来自于当前轧制的短期自学习数据。
作为本发明的进一步方案，所述热连轧精轧机组辊缝补偿步骤如下：
步骤1、建立FGAP模型表；
步骤2、依据FGAP模型表统计每个批次轧制时各机架辊缝补偿量的平均值；
步骤3、根据FGAP模型表计算最近轧制的七个批次的各机架辊缝补偿量的加权平均值；
步骤4、将FGAP模型表中第一块钢所属钢组、规格的各个机架的辊缝补偿量的历史数据，与当前短期自学习模型表FAMP中对应各个机架的辊缝补偿量进行加权求和。
作为本发明的进一步方案，所述步骤2中各机架辊缝补偿量的平均值中每个批次轧制时，查看该批次轧制块数是否大于五，大于五则将该批次轧制中每个机架的FAMP->gm_vern值相加然后除以轧制块数赋值给Fn gm offset[0]。
作为本发明的进一步方案，所述步骤3中各机架辊缝补偿量的加权平均值计算公式如下：
Gm offset[0]＝(F1 gm offset average[0]+F1 gm offset average[1]
+F1 gm offset average[2]+F1 gm offset average[3]
+F1 gm offset average[4]+F1 gm offset average[5]
+F1 gm offset average[6])/7。
作为本发明的进一步方案，所述步骤4中各个机架的辊缝补偿量加权求和公式如下：
FAMP->gagemeter vernier*(1-FGAP->Gap offset multiplier)
+FGAP->Gap offset[0]*FGAP->Gap offset multiplier。
作为本发明的进一步方案，所述步骤2中辊缝补偿量平均值的计算以批次为单位，同钢组、同厚度、同宽度累计轧制五块以上为一个批次，少于五块不统计。
作为本发明的进一步方案，所述当钢组、厚度、宽度任一条件变化时，一个轧制批次结束。
作为本发明的进一步方案，所述每个机架的辊缝补偿量平均值统计七个批次，当多于七个批次时，下一批次的辊缝补偿量的平均值自动替换最早一个批次的数据，依次循环，数组中始终保持各机架最近七次的辊缝补偿量的平均值。
作为本发明的进一步方案，所述步骤4中辊缝补偿量加权求和计算中采用权重系数确定，权重系数按照最近轧制过程优先的原则，采用指数衰减办法确定最近7次学习结果。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
本发明中在计算精轧机组各个机架的辊缝补偿量时，在换钢种或换规格轧制的第一块，参考此块钢所属钢组和规格的辊缝补偿量的历史数据，结合当前轧机的辊缝补偿量的短期自学习结果，既考虑了与钢种、规格相关的各机架轧件变形、摩擦等导致的前滑系数等的误差，又考虑了当前轧辊热膨胀和磨损计算的误差，综合补偿后，换钢种或换规格轧制第一块钢时，精轧穿带各机架金属流量平衡，穿带稳定性提高，同时头部厚度控制精度也得到明显改善。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的系统框架流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，如图1所示，FGAP模型表如下表1：
表1：FGAP模型表结构如下：
| Family number Key-1 | 钢组代码 |
| Gauge index Key-2 | 厚度代码 |
| Width index Key-3 | 宽度代码 |
| Gm offset[7] | 各机架辊缝补偿量的计算值 |
| F1 gm offset[7] | F1机架的辊缝补偿量数组 |
| F2 gm offset[7] | F2机架的辊缝补偿量数组 |
| F3 gm offset[7] | F3机架的辊缝补偿量数组 |
| F4 gm offset[7] | F4机架的辊缝补偿量数组 |
| F5 gm offset[7] | F5机架的辊缝补偿量数组 |
| F6 gm offset[7] | F6机架的辊缝补偿量数组 |
| F7 gm offset[7] | F7机架的辊缝补偿量数组 |
| Gapoffsetmultiplier[7] | 辊缝补偿量的权重系数 |
| gm offset max[7] | 各机架辊缝补偿量最大值限幅 |
| gm offset min[7] | 各机架辊缝补偿量最小值限幅 |
| gm offset update count | 更新次数 |
如图1所示，本发明是一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，该系统是在模型系统中建立FGAP模型表，以钢组代码、厚度代码、宽度代码为索引字段，在表中建立以下数组：
建立七个机架的辊缝补偿量数组F1 gap offset、F2 gap offset、F3 gapoffset、F4 gap offset、F5 gap offset、F6 gap offset和F7 gap offset，该数组为7行*7列的数组，例如表2：
表2：钢组索引为2，厚度索引为11，宽度索引为4带钢的实际数据如下：
该数组用于采集该钢组、厚度、宽度对应的每块钢轧制时各机架辊缝补偿量，计算平均值，写入各机架对应的辊缝补偿量的字段。
辊缝补偿量平均值的计算以批次为单位，同钢组、同厚度、同宽度累计轧制五块以上为一个批次，少于五块不统计。
当钢组、厚度、宽度任一条件变化时，一个轧制批次结束。每个机架的辊缝补偿量的平均值统计七个批次，当多于七个批次时，下一批次的辊缝补偿量的平均值自动替换最早一个批次的数据，依次循环，数组中始终保持各机架最近七次的辊缝补偿量的平均值。
权重系数的确定，按照最近轧制过程优先的原则，采用指数衰减办法确定最近7次学习结果的权重系数。
建立七个机架换钢种或换规格时的辊缝补偿量数组gap offset，用于换钢组、换规格时各机架辊缝补偿量的计算。
将最近七个批次每个批次的Fn gap offset乘以相应的gap offset multiplier，加权求和后，写入各机架的gap offset。
F1机架的辊缝补偿量加权求和公式如下：
FAMP->gagemeter vernier*(1-FGAP->Gap offset multiplier)
+FGAP->Gap offset[0]*FGAP->Gap offset multiplier
其他机架的辊缝补偿量以此类推。
建立七个机架各机架辊缝补偿量最大值限幅数组gap offset max，用于限定各机架辊缝补偿量的最大值，当各机架的gap offset超出设定的最大值时，按设定的最大值赋值。
建立七个机架各机架辊缝补偿量最小值限幅数组gap offset min，用于限定各机架辊缝补偿量的最小值，当各机架的gap offset超出设定的最小值时，按设定的最小值赋值。
在每块钢轧制过程中精轧模型做反馈计算时，除了将各机架gage meter vernier的结果存储到FAMP外，还将各机架辊缝补偿量相关的数据存储到FGAP的当前此钢组、此厚度、此宽度的相应数组中，每轧制一块，同时更新FAMP、FGAP这两个模型表的相关数据。
当换钢组或换规格轧制第一块钢时，在FGAP模型表中查找相应的钢组或规格的各机架的辊缝补偿量gap offset，和FAMP模型表中当前各机架的辊缝补偿量加权求和后，用于此块钢的各机架的辊缝补偿。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述该系统是在模型系统中建立FGAP模型表，以钢组代码、厚度代码、宽度代码为索引字段，建立以下数组：
建立七个机架的辊缝补偿量数组：F1 gap offset、F2 gap offset、F3 gap offset、F4gap offset、F5 gap offset、F6 gap offset和F7 gap offset。
2.根据权利要求1所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述热连轧精轧机组辊缝补偿系统将各机架辊缝补偿量分成两部分，分别如下：
一部分来自于根据钢组、厚度、宽度分类进行的长期历史自学习数据；
另一部分来自于当前轧制的短期自学习数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述热连轧精轧机组辊缝补偿步骤如下：
步骤1、建立FGAP模型表；
步骤2、依据FGAP模型表统计每个批次轧制时各机架辊缝补偿量的平均值；
步骤3、根据FGAP模型表计算最近轧制的七个批次的各机架辊缝补偿量的加权平均值；
步骤4、将FGAP模型表中第一块钢所属钢组、规格的各个机架的辊缝补偿量的历史数据，与当前短期自学习模型表FAMP中对应各个机架的辊缝补偿量进行加权求和。
4.根据权利要求3所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述步骤2中各机架辊缝补偿量的平均值中每个批次轧制时，查看该批次轧制块数是否大于五，大于五则将该批次轧制中每个机架的FAMP->gm_vern值相加然后除以轧制块数赋值给Fn gm offset[0]。
5.根据权利要求3所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述步骤3中各机架辊缝补偿量的加权平均值计算公式如下：
Gm offset[0]＝(F1 gm offset average[0]+F1 gm offset average[1]+F1 gmoffset average[2]+F1 gm offset average[3]+F1 gm offset average[4]+F1 gmoffset average[5]+F1 gm offset average[6])/7。
6.根据权利要求3所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述步骤4中各个机架的辊缝补偿量加权求和公式如下：
FAMP->gagemeter vernier*(1-FGAP->Gap offset multiplier)+FGAP->Gap offset[0]*FGAP->Gap offset multiplier。
7.根据权利要求3所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述步骤2中辊缝补偿量平均值的计算以批次为单位，同钢组、同厚度、同宽度累计轧制五块以上为一个批次，少于五块不统计。
8.根据权利要求2所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述当钢组、厚度、宽度任一条件变化时，一个轧制批次结束。
9.根据权利要求7所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述每个机架的辊缝补偿量平均值统计七个批次，当多于七个批次时，下一批次的辊缝补偿量的平均值自动替换最早一个批次的数据，依次循环，数组中始终保持各机架最近七次的辊缝补偿量的平均值。
10.根据权利要求3所述的一种基于统计分析的热连轧精轧机组辊缝补偿系统，其特征在于：所述步骤4中辊缝补偿量加权求和计算中采用权重系数确定，权重系数按照最近轧制过程优先的原则，采用指数衰减办法确定最近7次学习结果。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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