一种热连轧工艺过程采集数据同步化方法技术

技术编号:7060728 阅读:232 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种应用于热连轧工艺过程高维时序数据同步化方法,针对从热连轧制造过程等时间采样获得不同机架间各变量存在滞后、时变等现象,增加了质量缺陷成因分析或控制系统调试、优化分析的难度,利用热轧过程不变量关系,建时空变换关系,将等时采样的高维数据转换为空间上同步的等体积采样数据,建立高维数据在带钢上空间同步对应关系。时空转换过程中首先消去等体积采样中待定系数,然后利用时空变换关系进行等体积采样,等体积采集过程中非对齐点通过插值方法进行采样值估算。以某热连轧过程为实例,验证了这种方法的有效性,并表明同步化后的数据有助某些类型产品质量缺陷成因分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金流程产品质量分析技术,主要用于热连轧产品制造过程产品质量缺陷分析预处理。
技术介绍
多阶段时变复杂时滞系统是流程工业中常见的系统,如热连轧过程、冷连轧过程等。在这些复杂系统中,一般为了进行控制系统调试或质量改进分析,多采用等时采样方法记录轧制过程各种控制变量、工艺变量、以及产品质量参数等。由于轧制过程的多阶段性, 以及质量观察数据的滞后等特征,使得采集记录的高维时序型数据具有如下特点1)同一机架的控制变量对应于产品的同一位置;2)同时采集自于不同机架设备的控制变量或工艺变量,对应于带钢产品不同位置;3)由于质量监控阶段的滞后性,采集记录的产品质量参数与各机架控制变量、工艺参数不是点与点对关系;4)由于轧制过程存在升速与降速等原因,不同机架间数据点之间不是固定时滞影响关系;上述等特点增加了热连轧等一类多阶段时变复杂时滞系统调试分析或质量分析难度。 当发生质量缺陷时,难于定量建立控制过程工艺变量与质量缺陷的对应关系,使得许多对同步系统有效的分析方法难以应用。针对在这类系统分析,迫切需要解决多阶段时变复杂时滞系统的高维时序变量同步化方法。
技术实现思路
本专利技术针对热连轧生产过程高维时序型工艺参数与质量数据分析而提出的。本专利技术利用热轧过程不变量关系,通过时空变换关系,将采集自不同机架和最终质量参数测量点的高维等时采集时序型数据同步化为等空间采样高维时序数据后,有效消除了热连轧过程多阶段、时变、滞后等因素影响,为质量缺陷成因分析创造了良好条件。采用本专利技术后,利用常规的数据分析方法,即能准确找到缺陷成因。同步化的高维工艺数据和质量数据清晰建立相互对应关系,也便于分析人员直观分析控制系统对产品质量影响。本专利技术应用简单, 适用于热连轧工艺过程,或其他常见的多阶段制造过程。本专利技术通过以下技术方案实现的本专利技术针对从热连轧制造过程按时间采样采集获得的精轧机组入口、机组控制过程参数与控制变量(如轧制力、辊缝、轧制速度、活套角度等),以及质量监控仪表采集的工艺质量参数(如终轧温度、出口厚度、出口宽度等等),这些变量间存在滞后、时变等影响,增加质量缺陷成因分析的难度或控制系统调试、优化分析的难度。本专利技术利用精轧轧制过程体积不变原理,进行时空转换,实现针对带钢分段等体积的数据采样,将采集自不同机架、机架入口、质量监测等工艺参数、质量参数等同步对应。同步对应后高维时序清晰表示控制变量与质量变量之间对应关系,便于质量分析。在同步化处理过程中应用的时空转换原理为对于一个时变过程而言,设被测变量J = g ,在时间权利要求1.一种热连轧エ艺过程采集数据同步化方法,其特征在于步骤如下 步骤一、采集机架的轧制力、工作辊角速度、辊缝值測量值參数;步骤ニ、将采集过程获得的机架轧制力、角速度、辊缝值,并以轧机工作辊半径为待定 系数,代入弹跳方程计算轧制过程中通过各机架的带钢体积;并利用精轧过程体积不变原 理,消去等体积采样过程中的特定系数;步骤三、按等体积采样设定各机架体积采样步长,利用时空转换关系对各机架按时间 采样数据进行等体积采样,在时空转换过程中对于非对齐点通过插值估算采样值;步骤四、根据质量监控仪表与精轧机末机架间位置,消去末机架体积不变量中特定系 数;利用轧制过程中末机架与监控仪表间带钢等速关系进行时空转换;步骤五、转换完成后,原始数据的时变时滞性得以消除,得到空间上采样同步的空间数据。2.如权利要求1所述的ー种热连轧エ艺过程采集数据同步化方法, 其特征是所述的轧机弹跳方程是计算轧制过程中通过各机架的带钢体积3.如权利要求1所述的ー种热连轧エ艺过程采集数据同步化方法,其特征是所述的轧ft ^制过程体积不变原理是全文摘要本专利技术公开了一种应用于热连轧工艺过程高维时序数据同步化方法,针对从热连轧制造过程等时间采样获得不同机架间各变量存在滞后、时变等现象,增加了质量缺陷成因分析或控制系统调试、优化分析的难度,利用热轧过程不变量关系,建时空变换关系,将等时采样的高维数据转换为空间上同步的等体积采样数据,建立高维数据在带钢上空间同步对应关系。时空转换过程中首先消去等体积采样中待定系数,然后利用时空变换关系进行等体积采样,等体积采集过程中非对齐点通过插值方法进行采样值估算。以某热连轧过程为实例,验证了这种方法的有效性,并表明同步化后的数据有助某些类型产品质量缺陷成因分析。文档编号G05B19/418GK102323794SQ20111012120公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日专利技术者吕志民, 宗胜悦, 张向伟, 张学军, 张恺 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热连轧工艺过程采集数据同步化方法,其特征在于步骤如下:步骤一、采集机架的轧制力、工作辊角速度、辊缝值测量值参数;步骤二、将采集过程获得的机架轧制力、角速度、辊缝值,并以轧机工作辊半径为待定系数,代入弹跳方程计算轧制过程中通过各机架的带钢体积;并利用精轧过程体积不变原理,消去等体积采样过程中的待定系数;步骤三、按等体积采样设定各机架体积采样步长,利用时空转换关系对各机架按时间采样数据进行等体积采样,在时空转换过程中对于非对齐点通过插值估算采样值;步骤四、根据质量监控仪表与精轧机末机架间位置,消去末机架体积不变量中待定系数;利用轧制过程中末机架与监控仪表间带钢等速关系进行时空转换;步骤五、转换完成后,原始数据的时变时滞性得以消除,得到空间上采样同步的空间数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吕志民张学军宗胜悦张恺张向伟
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:11

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