CN102591286A - 在线轧制计划动态预分析自调整***及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于全面工厂控制的计算机集成制造(CIM)，一种具备质量信息反馈的在线轧制计划动态预分析自调整***和方法，包括轧制计划解析模块，计划审核条件生成模块和计划-规程参数评估模块，轧制规程管理模块和轧制计划解析模块通过计划审核条件生成模块连接到计划-规程参数评估模块；计划-规程参数评估模块通过工艺及模型参数调整模块连接轧制工艺参数设定计算模块。该方法解析轧制计划，比对轧制计划与轧制规程，筛选规程条目，生成计划审核条件表并设置违规超限标志，显示工艺极限规格提示并自动调整工艺参数。实现计划审核的自动化，提高计划审核的效率，避免人工审核存在漏检误判断不能及时准确发现计划缺陷的问题。

Description

在线轧制计划动态预分析自调整***及其方法

技术领域

本发明涉及一种适用于全面工厂控制的计算机集成制造(CIM)，尤其适用于冶金企业的热轧生产的计划、质量与轧制工艺控制。

背景技术

现代化冶金企业的热轧厂通常采取四级计算机控制***(L4～L1)，各级控制***的主要功能如下：

生产管理级L4，主要完成合同管理、财务管理、生产计划编制、各生产线的相互协调、按合同申请材料、将生产计划发给L3级，收集L3级的生产实绩、跟踪生产情况和质量情况、组织成品出厂发货等任务。

生产控制级L3，主要完成生产计划的执行控制，包括计划的调整和发行(发给L2)，生产实绩的收集、处理和上传给生产管理级，对三库(板坯库、钢卷库、成品库)进行管理，以及进行产品质量监控等任务。

过程控制级L2，主要执行基于数学模型的轧制规程制定与优化功能，完成工艺过程参数的设定计算任务。L2接收L3下发的生产计划数据，将生产计划数据计算转换为生产设备控制参数设定值，下发给基础自动化级L1。

基础自动化级L1，主要完成设备的顺序控制、位置控制、速度控制等，L1接收来自L2的生产设备控制参数设定值，实现生产设备的控制，制造符合生产计划的产品。

具体地说，以热轧带钢生产为例，首先由生产管理级L4负责编制轧制生产计划，生产厂按L3下发的轧制计划进行轧制生产，热轧成品经质量检验判定后流入下一工序或用户。根据生产过程控制的实际情况，对轧制计划的编制有一定的约束条件，当轧制计划编排不满足工艺要求时，会给生产过程和质量控制带来极大不利影响，造成废钢或产品质量缺陷。虽然轧制计划基本上是按照预先制定的轧制规程进行编制，但受合同、物流等其他因素影响，轧制计划在编排时就可能存在违反规程的现象，并且轧制规程本身也不能覆盖全部轧制计划编排要求。因此，经L3级下发到L2级的轧制计划需要工艺人员进行计划审核，及时发现并调整，才能进行轧制工艺参数设定计算，并下发给L1级控制生产设备进行产品制造。

发明名称为“一种冶金连铸连轧生产计划动态调整***”的中国发明专利(专利号ZL200910272676.5，公开号CN101727103)公开了一种冶金连铸连轧生产计划动态调整***，该***包括连铸连轧生产计划动态调整服务器、数据库连接以及数据库、网络、转炉工业自动化***、精炼工业自动化***、连铸工业自动化***、热轧工业自动化***、以及一体化计划编制***。所述连铸连轧生产计划动态调整服务器能获取所述转炉工业自动化***、精炼工业自动化***以及连铸工业自动化***的时刻资料，并根据所述时刻资料以及所述一体化计划编制***存储在数据库中的轧制计划来实时计算炉次计划的开浇时刻并动态生成铸机切割计划，并根据实际分配板坯生产订单。该***能适应面向订单的生产方式，可以实现炼钢生产产能最大化和轧钢工艺最优化，但是，该***主要考虑连铸连轧生产流程中的计划动态调整，并未涉及到生产计划的审核和产品质量反馈，还存在以下技术问题亟待解决：一方面，由于轧制计划规程内容多，加之轧制计划调整频繁，依靠人工审核轧制计划存在漏检误判断，不能及时准确发现问题；漏检误判轧制计划在后续执行过程中轻则产生质量不达标的废次品，重则会造成轧机设备超负荷引起设备故障和安全生产事故；另一方面，产品质量信息反馈滞后，不能及时自动提供相关信息，不能指导技术及操作人员及时有效调整；关键过程控制参数不能在线及时评价和信息反馈，容易导致批量产品的质量问题。

发明内容

本发明的另一个目的是要提供一种在线轧制计划动态预分析自调整***，解决现有轧钢生产计算机控制***依赖人工审核轧制计划和人工质量信息反馈，造成反馈调整的不准确、不及时的技术问题，提高生产过程的控制能力，提高轧制稳定性，降低质量缺陷发生率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种在线轧制计划动态预分析自调整***置于轧钢厂的计算机控制***中的生产控制级L3和过程控制级L2，所述的生产控制级L3包含轧制计划控制模块310、轧制规程管理模块320、关键控制参数生成模块330、质量信息采集处理模块340和L3人机交互操作界面300；所述的过程控制级L2包含轧制计划接收模块210、工艺及模型参数调整模块250、轧制工艺参数设定计算模块260和L2人机交互操作界面200；所述的生产控制级L3通过轧制计划控制模块310连接到生产管理级L4，所述的过程控制级L2通过轧制工艺参数设定计算模块260连接到基础自动化级L1，其特征在于：

所述的过程控制级L2还包括轧制计划解析模块220，计划审核条件生成模块230和计划-规程参数评估模块240，所述的轧制计划解析模块220通过轧制计划接收模块210连接到所述的轧制计划控制模块310；

所述的轧制规程管理模块320和所述的轧制计划解析模块220通过计划审核条件生成模块230连接到计划-规程参数评估模块240；

所述的计划-规程参数评估模块240通过工艺及模型参数调整模块250连接轧制工艺参数设定计算模块260，所述的基础自动化级L1反馈连接到工艺及模型参数调整模块250。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的一种较佳的技术方案是所述的生产控制级L3设置关键控制参数生成模块330，所述的过程控制级L2设置关键控制参数评价模块270，所述的轧制计划控制模块310通过关键控制参数生成模块330连接关键控制参数评价模块270，关键控制参数评价模块270连接到所述的计划-规程参数评估模块240，所述的基础自动化级L1反馈连接到关键控制参数评价模块270。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的一种更好的技术方案是所述的过程控制级L2包含工艺极限规格管理模块235，所述的工艺极限规格管理模块235连接到所述的计划-规程参数评估模块240。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的一种进一步改进的技术方案是所述的过程控制级L2设置质量信息数据库280、质量报警条件生成模块295和质量反馈信息比对模块290，所述的质量信息采集处理模块340和质量报警条件生成模块295连接质量信息数据库280，所述的质量报警条件生成模块295通过质量反馈信息比对模块290连接到所述的计划-规程参数评估模块240。

本发明的目的是要提供一种用于上述在线轧制计划动态预分析自调整***的在线轧制计划动态预分析自调整方法，解决人工审核轧制计划与质量信息反馈调整的不准确与不及时的技术问题，能够自动利用质量控制反馈信息对计划轧制的产品进行预警，提高生产过程的控制能力与质量控制水平。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种在线轧制计划动态预分析自调整方法，用于上述在线轧制计划动态预分析自调整***，包括：

S100)用于调整轧制计划并下发给过程控制级的步骤；

S200)过程控制级接收轧制计划，启动工艺预分析审核的步骤；

S500)根据轧钢模型计算工艺参数的设定值并下发至基础自动化级的步骤；

S520)基础自动化级接收工艺参数的设定值，控制轧钢设备执行轧制计划的步骤；

其特征在于所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法还包括以下步骤：

S220)用于依据索引条件解析轧制计划，比对轧制计划与轧制规程，筛选需要审核的规程条目，生成计划审核条件表的步骤；

S240)用于比对所述计划审核条件表中的规程条目，判断轧制计划是否满足规程要求，若所述计划审核条件表中的工艺参数满足规程要求，则转步骤S500，否则执行步骤步骤S260；

S260)设置违规超限标志，通过人机交互操作界面输出报警信息，显示工艺极限规格提示的步骤；

S300)判断违规超限的类型，若需要调整轧制计划，则返回步骤S100，执行调整轧制计划的操作；

S320)若需要调整工艺及模型参数，则转至步骤S340，否则跳至步骤S500进行设定值的计算；

S340)调整工艺及模型参数的步骤。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的一种具体的实施方案是所述的索引条件至少包括出钢记号、合同号、用户、硬度、轧制厚度、轧制宽度、出炉温度、粗轧温度、终轧温度、卷取温度、侧压量、板坯头宽、板坯尾宽、板坯长度、板坯厚度、板坯号和除鳞水参数之中的一项或多项；所述的规程条目包括侧压量要求、T型坯宽度余量、同宽公里数要求、宽度跳跃要求和温度跳跃要求之中的一项或多项。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的用于调整工艺及模型参数的步骤S340包含如下动作：

若侧压量超限，侧压量＝BWmin-CW超过侧压量限制值Wlim，则计算成品宽度修正量ΔW，使修正后的目标成品宽度满足以下要求：

CWn＝CW+ΔW；其中，ΔW＝BWmin-CW-Wlim，CWn为修正后的目标成品宽度，CW为成品宽度，BWmin为板坯宽度或者T型坯小头的板坯宽度。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的一种更好的技术方案，其特征在于所述的用于调整轧制计划并下发给过程控制级的步骤S100包含如下动作：

若T型坯宽度余量超限，T型坯大头的板坯宽度BWmax与T型坯小头的板坯宽度之差超过限制值BWlim，则计算板坯宽度修正量ΔBW，控制板坯切割机对T型坯大头的板坯宽度进行切除修正，使修正后的T型坯大头宽度BWmaxn满足以下要求：

BWmaxn＝BWmax-ΔBW，其中ΔBW＝BWmax-BWmin-BWlim；

然后，按照切除修正后的板坯宽度调整轧制计划，重新下发给过程控制级。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的一种经过改进的技术方案，其特征在于所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法还包含以下步骤：

S120)在轧制计划中设置关键过程控制点的步骤；

S600)在轧制计划执行之后，比对关键过程控制点的计划控制参数和计划执行的实测参数，判断计划符合性的步骤。

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的一种进一步改进的技术方案，其特征在于所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法还包含以下步骤：

S140)轧制计划执行后采集质量信息的步骤，所述的质量信息至少包括生产时间、带钢号、出钢记号、规格、层别号、缺陷名称、精度之中的一项或多项；

S160)将质量信息实时下发给过程控制级的步骤；

S180)分析质量信息，将质量信息添加到历史质量信息数据库的步骤；

S400)启动质量反馈信息比对的步骤，该步骤包含以下动作：

S420)根据轧制计划品种，检索质量信息历史数据的步骤，生成质量报警条件表；

S440)比对轧制计划和质量报警条件表，若轧制计划的产品满足质量报警条件则转步骤S460生成质量封锁提示信息，否则，转至步骤S500进行设定值的计算；

S460)生成质量报警封锁提示信息和报警信息，转步骤S240根据质量反馈信息继续进行轧制计划动态分析。

本发明的有益效果是：

1)将轧制计划编排要求***地转化成可由计算机自动识别的逻辑条件，实现了计划审核的自动化，不但提高了计划审核的效率，还避免了人工审核存在漏检误判断，不能及时准确发现计划缺陷的问题。

2)在过程控制级自动启动轧制计划审核检查，直接在人机交互界面显示输出判断结果，提高准确性与及时性。

3)在计算机***中自动实现质量信息的动态反馈，提高反馈效率，避免质量信息反馈滞后，容易导致批量产品的质量问题。

4)关键过程控制点评价和在线反馈质量信息与轧制计划动态与分析的结合，大大提高了生产管理和过程控制的工作效率，提高了热轧生产线的自动化水平。

5)实现了对轧制计划关键的控制参数侧压量和T型坯信息自动审核与自动优化调整，大大提高了工作效率与产品质量。

附图说明

图1是本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的结构框图

图2是本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的流程图

图3是本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的质量信息反馈流程图

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。

如图1所示，本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***属于冶金企业四级计算机控制***的子***，置于轧钢厂的计算机控制***中的生产控制级L3和过程控制级L2，在生产控制级L3中，包含轧制计划控制模块310、轧制规程管理模块320、关键控制参数生成模块330、质量信息采集处理模块340和L3人机交互操作界面300。在过程控制级L2中，包含轧制计划接收模块210、工艺及模型参数调整模块250、轧制工艺参数设定计算模块260和L2人机交互操作界面200，生产控制级L3通过轧制计划控制模块310连接到生产管理级L4。生产管理级L4制订的轧制生产计划经过生产控制级L3进行调整控制，下发到过程控制级L2进行工艺参数设定计算。过程控制级L2通过轧制工艺参数设定计算模块260连接到基础自动化级L1，控制轧钢机械按照设定的工艺参数执行轧制生产计划。在图1所述的实施方案中，过程控制级L2还包括轧制计划解析模块220，计划审核条件生成模块230和计划-规程参数评估模块240，轧制计划解析模块220通过轧制计划接收模块210连接到轧制计划控制模块310。轧制规程管理模块320和轧制计划解析模块220通过计划审核条件生成模块230连接到计划-规程参数评估模块240。计划-规程参数评估模块240通过工艺及模型参数调整模块250连接轧制工艺参数设定计算模块260，基础自动化级L2反馈连接到工艺及模型参数调整模块250，将用于过程评价的实绩值数据反馈至过程控制级L2，实现工艺及模型参数的实时调整。

在图1所示的本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的实施方案中，生产控制级L3设置关键控制参数生成模块330，过程控制级L2设置关键控制参数评价模块270，轧制计划控制模块310通过关键控制参数生成模块330连接关键控制参数评价模块270，关键控制参数评价模块270连接到计划-规程参数评估模块240，基础自动化级L1反馈连接到关键控制参数评价模块270，将用于过程评价的实绩值数据反馈给关键控制参数评价模块270，实现关键控制参数的实时反馈。

在图1所示的本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的实施方案中，过程控制级L2包含工艺极限规格管理模块235，工艺极限规格管理模块235连接到所述的计划-规程参数评估模块240。工艺极限规格管理模块235根据生产设备的设计能力和产品的规格建立和维护工艺极限规格表，当计划-规程参数评估模块240发现轧制计划中某项指标超限时，根据工艺极限规格管理模块235提供的工艺极限规格表输出该项指标的工艺极限规格提示信息，通过L2人机交互操作界面200显示提示报警信息。

在图1所示的本发明的在线轧制计划动态预分析自调整***的实施方案中，过程控制级L2设置质量信息数据库280、质量报警条件生成模块295和质量反馈信息比对模块290，质量信息采集处理模块340和质量报警条件生成模块295连接质量信息数据库280，质量报警条件生成模块295通过质量反馈信息比对模块290连接到计划-规程参数评估模块240。

本发明提供的用于上述在线轧制计划动态预分析自调整***的处理流程如图2所示，包含以下步骤：

S100)用于调整轧制计划并下发给过程控制级的步骤，本步骤由生产控制级L3的计算机执行，用于接收生产管理级L4编制的轧制计划，根据生产控制级L3的要求调整并转发给过程控制级L2。

S200)过程控制级L2接收轧制计划，：

启动工艺预分析审核的步骤的一个实施例是通过设置轧制计划起止标志来实现的，在生产控制级L3在向过程控制级L2下发轧制计划的同时，下发轧制计划的起止标志位给L2，以便L2能够识别独立的轧制计划。当L2接收到轧制计划的“结束”标志位后，自动启动预审核功能。

S220)用于依据索引条件解析轧制计划，比对轧制计划与轧制规程，筛选需要审核的规程条目，生成计划审核条件表的步骤：

轧制计划在线自动动态预分析功能是在L2接收到L3下发的轧制计划时，自动启动预分析功能。它不受轧制计划调整的影响，每次有新接收到的轧制计划便自动启动预分析功能，依据索引条件解析轧制计划。

本步骤依据轧钢作业区域设立不同的索引条件，根据索引条件解析轧制计划。所述的索引条件至少包括出钢记号、合同号、用户、硬度、轧制厚度、轧制宽度、出炉温度、粗轧温度、终轧温度、卷取温度、侧压量、板坯头宽、板坯尾宽、板坯长度、板坯厚度、板坯号和除鳞水参数之中的一项或多项。分区域索引条件的一个实施例参见以下索引条件表：

索引条件表

板加索引条件	粗轧索引条件	精轧索引条件	卷取索引条件
				出钢记号	出钢记号	出钢记号	出钢记号
合同号	合同号	合同号	合同号
				用户	用户	用户	用户
硬度	硬度	硬度	硬度
				轧制厚度(mm)	轧制厚度(mm)	轧制厚度(mm)	轧制厚度(mm)
轧制宽度(mm)	轧制宽度(mm)	轧制宽度(mm)	轧制宽度(mm)
				出炉温度	出炉温度	出炉温度	出炉温度
粗轧温度	粗轧温度	粗轧温度	粗轧温度
				终轧温度	终轧温度	终轧温度	终轧温度
卷取温度	卷取温度	卷取温度	卷取温度
				去向	去向	去向	去向
侧压量	侧压量	合同厚度	合同厚度
				板坯头宽	板坯头宽	合同宽度	合同宽度
板坯尾宽	板坯尾宽	板坯号	板坯号
				板坯长度	板坯长度	冷却方式	冷却方式
板坯厚度	板坯厚度
				板坯号	板坯号

轧制规程管理模块执行轧制规程的设立与管理功能，该模块将轧制计划编排的技术要求***地转化成可由计算机自动识别的逻辑条件。常用的所述的规程条目包括侧压量要求、T型坯宽度余量、同宽公里数要求、宽度跳跃要求和温度跳跃要求，规程条目的实施例如下：

A、侧压量要求：

1)板坯宽度-成品宽度≥0mm；

2)不同板坯厚度、硬度组及成品宽度所允许的最大侧压量要求见下表：250mm厚度板坯

硬度组	HG≤3	HG≥4
			最大侧压量	120	100

230mm厚度板坯

注：侧压量＝板坯宽度-成品宽度

B、T型坯宽度余量的规定

对于T型板坯，其宽度余量要求如下：

1)小头宽度-成品宽度≥0mm；

2)大头宽度-小头宽度≤100mm。

C、同宽公里数要求：

相邻带钢目标宽度相差5mm以内视为同一宽度，同宽公里数即一个热轧计划内轧制同一宽度规格带钢的总长。

在生产控制级L3的《轧制计划一览表》中“计划合计长度”后增加“计划同宽长度”，在L3人机交互操作界面上显示。

D、宽度跳跃要求：

同一计划内，按从窄到宽的方向：后块钢目标宽度-前块钢目标宽度≤200mm，从宽到窄方向：后块钢目标宽度-前块钢目标宽度≤10mm。(找出计划内宽度最大的带钢号，按带钢顺序号对目标宽度进行对比)

E、温度跳跃要求，包括

板坯入炉温度跳跃：相邻板坯入炉温度差≤|250|。L3下发入炉温度计算值给L2，由L2对前后两块钢的温度进行对比。

板坯出炉温度跳跃：相邻两块带钢出炉温度目标值差≤|30|，硅钢计划的烫辊材可放宽要求至60℃。

带钢终轧温度目标值跳跃：相邻两块带钢终轧温度目标值差≤|60|。

本步骤按照上述索引条件比对轧制计划与轧制规程，根据轧制计划所涉及的产品品种、规格和工艺要求等参数，筛选出轧制规程中包含的需要审核的规程条目，生成计划审核条件表。所述的计划审核条件表就是与当前轧制计划相关的规程条目的集合。

S240)用于比对所述计划审核条件表中的规程条目，判断轧制计划是否满足规程要求，若所述计划审核条件表中的工艺参数满足规程要求，则转步骤S500，否则执行步骤步骤S260：

本步骤根据计划审核条件表中的规程条目计算相关的项目指标，判断计划审核条件表中的工艺参数是否满足规程要求。具体工艺参数指标的示例参见以下的实施例。

S260)设置违规超限标志，通过人机交互操作界面输出报警信息，显示工艺极限规格提示的步骤：

当检测到某项指标不符合轧制规程要求时，此块带钢在L2人机交互操作界面的轧制计划画面上以某种特殊颜色显示，并根据超限标志类型显示提示信息“侧压量超限”或“宽度反跳”、“温度跳跃大”等，同时根据工艺极限规格管理模块235提供的工艺极限规格表显示该项指标的工艺极限规格提示信息。工艺极限规格表的实施例如下表所示：

一般钢种工艺极限规格表

特殊出钢记号的工艺极限规格表

S300)判断违规超限的类型，若需要调整轧制计划，则返回步骤S100，执行调整轧制计划的操作：

本步骤根据违规超限的类型选择相应的处理方式，如果违规项目涉及到轧制计划的变更，则返回步骤S100，由生产控制级L3调整轧制计划。一个轧制计划自调整的实施例是T型坯宽度余量超限的轧制计划调整。此时，T型坯大头的板坯宽度BWmax与T型坯小头的板坯宽度之差超过限制值BWlim，例如，板坯大头宽度BWmax-板坯小头宽度BWmin＞100mm，此板坯在L2人机交互操作界面的轧制计划画面中显示红色，L2将轧制计划不能执行的信息反馈至L3，由L3执行步骤S100，包含如下动作：首先，计算板坯宽度修正量ΔBW，控制板坯切割机对T型坯大头的板坯宽度进行切除修正，使修正后的T型坯大头宽度BWmaxn满足以下要求：

BWmaxn＝BWmax-ΔBW，其中ΔBW＝BWmax-BWmin-BWlim；

然后，由生产控制级L3按照切除修正后的板坯宽度调整轧制计划，重新下发给过程控制级L2，由L2根据新的轧制计划进行轧制工艺参数的设定计算。在本实施例中，轧制工艺参数至少包括辊缝及轧制力等，L1接收新的工艺参数设定值，控制轧钢机械设备(定宽侧压机及立辊轧机)按修正后的宽度值控制辊缝和轧制力，执行轧钢作业。

S320)若需要调整工艺及模型参数，则转至步骤S340，否则跳至步骤S500进行设定值的计算：

本步骤根据违规超限的类型继续选择相应的处理方式，如果违规项目涉及到调整工艺及模型参数，则转至步骤S340，由过程控制级L2进行工艺参数调整，否则，跳至步骤S500，由工艺人员参考超限报警提示信息执行设定值的计算。

S340)调整工艺及模型参数的步骤：

本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法的一个实现工艺及模型参数自调整实施例是侧压量超限的自调整。此时，侧压量＝BWmin-CW超过侧压量限制值Wlim，过程控制级L2自动执行步骤S340，计算成品宽度修正量ΔW，使修正后的目标成品宽度满足以下要求：

CWn＝CW+ΔW；其中，ΔW＝BWmin-CW-Wlim，CWn为修正后的目标成品宽度，CW为成品宽度，BWmin为板坯宽度或者T型坯小头的板坯宽度。

S500)根据轧钢模型计算工艺参数的设定值并下发至基础自动化级L1的步骤：

本步骤完成工艺过程参数的设定计算任务，例如，L2按照轧制计划所确定的板坯参数和目标成品宽度，根据轧钢模型计算的轧制力、辊缝等设定参数，下发至基础自动化级L1。

S520)基础自动化级L1接收工艺参数的设定值，控制轧钢设备执行轧制计划的步骤：

本步骤由基础自动化级L1控制轧钢机械设备(例如定宽侧压机和立辊轧机)运行，按L2下发的设定值控制辊缝、轧制力，进行轧钢作业，按照轧制计划生产出合格的产品。

在图2所示的在线轧制计划动态预分析自调整方法的实施例中还包含以下步骤：

S120)在轧制计划中设置关键过程控制点的步骤：

对于重点钢种，由L3的关键控制参数生成模块330将轧制计划上的带钢信息与轧制规程管理模块320提供的的轧制规程表进行对比，根据匹配的内容生成关键控制参数表下发给L2，并按照板加、粗精轧、卷取、层冷分区域显示在人机交互操作界面的轧制计划画面上。所述的关键过程控制点和控制要求的实施例如以下的加热过程关键过程控制点列表和轧制过程关键过程控制点列表所示，其中所涉及的索引条件参见上述实施例中的索引条件表。

加热过程关键过程控制点列表

轧制过程关键过程控制点列表

S600)在轧制计划执行之后，比对关键过程控制点的计划控制参数和计划执行的实测参数，判断计划符合性的步骤：

L2在本块带钢轧制完后对关键过程控制点的实际情况进行符合性评价，对不符合要求的进行信息提示，评价报信内容显示在人机交互操作界面的各区域预设定画面上设置的报警栏内。

在现有***中，每项轧制计划完成后，生产控制级L3采集已轧制完成的产品质量信息，这些采集到的质量信息传递到生产管理级L4，并不能直接反馈到过程控制级L2，这就造成了产品质量信息反馈滞后，不能及时自动提供相关信息，不能指导技术及操作人员及时有效调整。本发明的在线轧制计划动态预分析自调整方法增加了质量信息反馈功能，对采集到的已轧制完成的产品质量信息，利用L3和L2两级***之间实现自动反馈，提醒工艺操作人员及时进行调整，避免批量和重复缺陷的发生，质量信息反馈过程的流程图如图3所示，包含以下步骤：

S140)轧制计划执行后采集质量信息的步骤，所述的质量信息至少包括生产时间、带钢号、出钢记号、规格、层别号、缺陷名称、精度之中的一项或多项；

S160)将质量信息实时下发给过程控制级L2的步骤；

S180)分析质量信息，将质量信息添加到质量信息数据库的步骤：

质量信息数据库实现分区域(粗轧、精轧、层冷)、按层别信息统计，按照区域缺陷类型归类记录历史质量数据，作为生成质量封锁提示信息的依据，以保证质量封锁信息的实时更新。在L3和L2的人机交互操作界面，分区域进行层别勾连与信息显示，建立加热、粗轧、精轧、层冷、卷取预分析画面。

按区域缺陷类型归类的一部分实施例包括：

加热过程相关缺陷：M状翘皮、边线、毛刺、红铁皮、终轧温度封锁；

粗轧区域相关缺陷：毛刺、边线、划伤、宽度、黑印；

精轧区域相关缺陷：厚度、宽度、轧破、边损、辊印、划伤、氧化铁皮、粘铁、铁皮灰、黑印、终轧温度、断面；

层冷过程相关缺陷：卷取温度封锁、划伤；

卷取区域相关缺陷：塔形、错层、边损、溢边、油污卷。

S400)启动质量反馈信息比对的步骤，该步骤由计划-规程参数评估模块在执行轧制计划参数评估的过程中自动启动，该步骤包含以下动作：

S420)根据轧制计划品种，检索质量信息历史数据的步骤，生成质量报警条件表；

S440)比对轧制计划和质量报警条件表，若轧制计划的产品满足质量报警条件则转步骤S460生成质量封锁提示信息，否则，转至步骤S500进行设定值的计算；

S460)生成质量报警封锁提示信息和报警信息，转步骤S240根据质量反馈信息继续进行轧制计划动态分析。

质量报警封锁提示信息和报警信息是根据具体的轧制计划所涉及的控制级别实时显示在L3人机交互操作界面或者L2人机交互操作界面。一个在生产控制级L3显示质量报警封锁提示信息和报警信息的实施例是钢质缺陷同炉号统计及信息提示功能：在L3中直接对入库板坯进行信息对比与判断，当同炉号(CAST号)钢质缺陷量≥2块时，在L3人机交互操作界面中显示“同炉号钢质已封锁2块”提示信息，在入库板坯汇总报表增加两栏“CAST号”、“同炉号已轧制块数-钢质封锁块数”。

质量报警封锁提示信息和报警信息的另一个实施例是新规格及轧制量少、轧制间隔时间长的规格信息提示功能：对于首次轧制、轧制量小于5、轧制间隔时间长(大于10天)的层别，显示提示信息“新规格”、“轧制量少”、“n天前轧制”等，提醒操作工艺操作人员注意品种变化。

一个在过程控制级L2显示质量报警封锁提示信息和报警信息的实施例是精度低信息提示：***将轧制计划按层别号与历史生产实绩进行比对，生成报警条件表，如果同层别最近一次轧制带钢的精度(厚度、宽度、终轧温度、卷取温度)低于某一值(如：80％)时，则在L2人机交互操作界面显示“**精度低”的提示信息。

一些具体的精度指标及其要求的实施例如下：

非硅钢：	硅钢(出钢记号包含W)：
		厚度精度(±30um)＜90％，	厚度精度(±30um)＜80％，
宽度精度(0～12mm)＜90％，	宽度精度(0～12mm)＜80％，
		终轧温度(±20℃)＜80％，	终轧温度(±20℃)＜70％，
卷取温度(±20℃)＜80％，	卷取温度(±20℃)＜70％，
		凸度精度(±20um)＜80％	凸度精度(±20um)＜70％
厚度精度(±30um)＜90％，	厚度精度(±30um)＜80％，

上述报警条件为“或”的关系，对满足报警条件的信息全部提示。

质量报警封锁提示信息和报警信息的另一个重要实施例是废钢信息提示：***在进行轧制计划预分析时按层别相同的原则检索最近一次的轧制实绩，如果最近一次轧制同层别产品产生废钢，则进行信息提示，并对废钢原因细化，增加废钢原因的简单分析，例如，精轧废钢的起套废钢、跑偏废钢、轧断废钢，卷取废钢的起套废钢、夹送辊未咬入、卷筒未咬入等不同原因产生的废钢。废钢原因可以代码化，做成下拉菜单形式供操作人员每次出现废钢后选择。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，实施例中所列举的数据，仅仅用于说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线轧制计划动态预分析自调整***，置于轧钢厂的计算机控制***中的生产控制级(L3)和过程控制级(L2)，所述的生产控制级(L3)包含轧制计划控制模块(310)、轧制规程管理模块(320)、关键控制参数生成模块(330)、质量信息采集处理模块(340)和L3人机交互操作界面(300)；所述的过程控制级(L2)包含轧制计划接收模块(210)、工艺及模型参数调整模块(250)、轧制工艺参数设定计算模块(260)和L2人机交互操作界面(200)；所述的生产控制级(L3)通过轧制计划控制模块(310)连接到生产管理级(L4)，所述的过程控制级(L2)通过轧制工艺参数设定计算模块(260)连接到基础自动化级(L1)，其特征在于：

所述的过程控制级(L2)还包括轧制计划解析模块(220)，计划审核条件生成模块(230)和计划-规程参数评估模块(240)，所述的轧制计划解析模块(220)通过轧制计划接收模块(210)连接到所述的轧制计划控制模块(310)；

所述的轧制规程管理模块(320)和所述的轧制计划解析模块(220)通过计划审核条件生成模块(230)连接到计划-规程参数评估模块(240)；

所述的计划-规程参数评估模块(240)通过工艺及模型参数调整模块(250)连接轧制工艺参数设定计算模块(260)，所述的基础自动化级(L1)反馈连接到工艺及模型参数调整模块(250)。

2.权利要求1所述的在线轧制计划动态预分析自调整***其特征在于所述的生产控制级(L3)设置关键控制参数生成模块(330)，所述的过程控制级(L2)设置关键控制参数评价模块(270)，所述的轧制计划控制模块(310)通过关键控制参数生成模块(330)连接关键控制参数评价模块(270)，关键控制参数评价模块(270)连接到所述的计划-规程参数评估模块(240)，所述的基础自动化级(L1)反馈连接到关键控制参数评价模块(270)。

3.权利要求1所述的在线轧制计划动态预分析自调整***其特征在于所述的过程控制级(L2)包含工艺极限规格管理模块(235)，所述的工艺极限规格管理模块(235)连接到所述的计划-规程参数评估模块(240)。

4.权利要求1至3中任一权利要求所述的在线轧制计划动态预分析自调整***其特征在于所述的过程控制级(L2)设置质量信息数据库(280)、质量报警条件生成模块(295)和质量反馈信息比对模块(290)，所述的质量信息采集处理模块(340)和质量报警条件生成模块(295)连接质量信息数据库(280)，所述的质量报警条件生成模块(295)通过质量反馈信息比对模块(290)连接到所述的计划-规程参数评估模块(240)。

5.一种在线轧制计划动态预分析自调整方法，用于上述在线轧制计划动态预分析自调整***，包括：

S100)用于调整轧制计划并下发给过程控制级的步骤；

S200)过程控制级接收轧制计划，启动工艺预分析审核的步骤；

S500)根据轧钢模型计算工艺参数的设定值并下发至基础自动化级的步骤；

S520)基础自动化级接收工艺参数的设定值，控制轧钢设备执行轧制计划的步骤；

其特征在于所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法还包含以下步骤：

S220)用于依据索引条件解析轧制计划，比对轧制计划与轧制规程，筛选需要审核的规程条目，生成计划审核条件表的步骤；

S240)用于比对所述计划审核条件表中的规程条目，判断轧制计划是否满足规程要求，若所述计划审核条件表中的工艺参数满足规程要求，则转步骤S500，否则执行步骤步骤S260；

S260)设置违规超限标志，通过人机交互操作界面输出报警信息，显示工艺极限规格提示的步骤；

S300)判断违规超限的类型，若需要调整轧制计划，则返回步骤S100，执行调整轧制计划的操作；

S320)若需要调整工艺及模型参数，则转至步骤S340，否则跳至步骤S500进行设定值的计算；

S340)用于调整工艺及模型参数的步骤。

6.根据权利要求5所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法，其特征在于所述的索引条件至少包括出钢记号、合同号、用户、硬度、轧制厚度、轧制宽度、出炉温度、粗轧温度、终轧温度、卷取温度、侧压量、板坯头宽、板坯尾宽、板坯长度、板坯厚度、板坯号和除鳞水参数之中的一项或多项；所述的规程条目包括侧压量要求、T型坯宽度余量、同宽公里数要求、宽度跳跃要求和温度跳跃要求之中的一项或多项。

7.根据权利要求5所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法，其特征在于所述的用于调整工艺及模型参数的步骤S340包含如下动作：

若侧压量超限，则计算成品宽度修正量ΔW，修正目标成品宽度为：

CWn＝CW+ΔW；其中，侧压量＝BWmin-CW，CWn为修正后的目标成品宽度，CW为成品宽度，ΔW＝BWmin-CW-Wlim，BWmin为板坯宽度或者T型坯小头的板坯宽度，Wlim为侧压量的上限值。

8.根据权利要求5所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法，其特征在于所述的用于调整轧制计划并下发给过程控制级的步骤S100包含如下动作：

若T型坯宽度余量超限，T型坯大头的板坯宽度BWmax与T型坯小头的板坯宽度之差超过限制值BWlim，则计算板坯宽度修正量ΔBW，控制板坯切割机对T型坯大头的板坯宽度进行切除修正，使修正后的T型坯大头宽度BWmaxn满足以下要求：BWmaxn＝BWmax-ΔBW，其中ΔBW＝BWmax-BWmin-BWlim；

按照切除修正后的板坯宽度调整轧制计划，重新下发给过程控制级。

9.权利要求5至8中任一权利要求所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法，其特征在于所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法还包含以下步骤：

S120)在轧制计划中设置关键过程控制点的步骤；

S600)在轧制计划执行之后，比对关键过程控制点的计划控制参数和计划执行的实测参数，判断计划符合性的步骤。

10.权利要求5至8中任一权利要求所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法，其特征在于所述的在线轧制计划动态预分析自调整方法还包含以下步骤：

S140)轧制计划执行后采集质量信息的步骤，所述的质量信息至少包括生产时间、带钢号、出钢记号、规格、层别号、缺陷名称、精度之中的一项或多项；

S160)将质量信息实时下发给过程控制级的步骤；

S180)分析质量信息，将质量信息添加到历史质量信息数据库的步骤；

S400)启动质量反馈信息比对的步骤，该步骤包含以下动作：

S420)根据轧制计划品种，检索质量信息历史数据的步骤，生成质量报警条件表；

S440)比对轧制计划和质量报警条件表，若轧制计划的产品满足质量报警条件则转步骤S460生成质量封锁提示信息，否则，转至步骤S500进行设定值的计算；

S460)生成质量报警封锁提示信息和报警信息，转步骤S240根据质量反馈信息进行轧制计划动态与分析。

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