热连轧带钢工艺参数自动化控制模式的改进

2019-03-22潘宋军杨立庆

四川冶金 2019年1期

饶静，潘宋军，杨立庆，陈全

(安阳钢铁股份有限公司，河南安阳 455004)

热连轧带钢自动化控制系统是由电气传动系统、基础自动化系统(一级)、数学模型控制系统(二级)、生产过程执行系统(三级)、企业资源计划系统(四级)构成的多级自动化控制系统[1]。其中三级MES系统主要用于提供从订单到成品的最优化控制信息；二级模型系统主要负责生产线控制参数的决策，针对MES下达的生产目标，通过数学模型计算和参数优化控制，传递给一级，实现对生产的直接控制[2]。

1 存在问题及分析

安钢1780 mm热连轧机组始建于2007年，其三级MES系统由宝信公司承建，该系统主要由订单管理、质量管理、生产合同管理、作业计划管理、物料跟踪管理、仓库管理、发货管理7个模块组成，其中质量管理模块中产品/冶金规范管理模块主要负责产品生产工艺途径的设计及该工艺途径下各工序出入口控制参数和工艺标准的规定。包括成品供货标准、检化验标准、作业标准等各项技术参数，以摘要的形式将各类冶金规范静态表(工序工艺控制参数、检化验取样要求、产品理化性能放行标准、质保书列印要求、包装要求等)有机结合起来。

二级模型系统由TMEIC公司承建，主要由工艺模型系统、二级轧件跟踪和数据采集系统、数据接口系统等组成，其中工艺模型系统作为过程控制系统的核心，针对MES下达的生产目标，通过数学模型计算控制整个轧钢过程的轧制规程及各个工艺过程[3-4]。

钢种的关键工艺参数(如RT2、FT7、CT、中间坯厚度、层流冷却方式等)由工艺技术人员在三级MES系统“冶金规范摘要管理”界面中人工录入，见图1，然后下发给二级模型作为各工艺参数的控制目标参与整个过程控制。由于MES系统是按合同设计的，当工艺参数调整时，就会出现旧合同需要带新工艺参数的现象，而MES下发的工艺参数仍然是旧的，这时只能通过操作工手动修改PDI数据才能实现按新目标控制，造成精轧操作工花费大量时间，影响正常的轧制过程控制，见图2。

图1 在MES中录入关键工艺参数目标图2 关键工艺参数目标值传至PDI

2 改进措施

针对以上出现的问题，改变关键工艺参数的自动化控制模式，由原来的三级MES系统维护下发改成二级模型系统维护下发，由二级模型直接接收模型表中设定的工艺参数，因此不受订单合同新旧的影响，可以有效解决旧合同无法执行新工艺的问题。

2.1 关键工艺参数厚度组距规范

由于前期关键工艺参数的维护下发在三级MES系统中完成，不同规格的钢种对厚度组距的划分没有明确要求，工艺参数制定时组距划分随意性较大，因此必须首先规范工艺参数厚度组距的划分，以保证钢种的厚度规格组距落在二级模型的厚度组距范围内，另一方面，按厚度组距规范工艺参数的制定，对成分、工艺相近的钢种来说，更有利于模型设定及自学习。

2.2 二级模型表参数构建

在二级模型表中增加关键参数的字段，用于目标数据的索引，见图3。

(1)在RAGP模型表中增加RX aim temperature(RT2目标温度)、RXH aim(中间坯厚度目标)字段，用于引用目标数据并赋值给PDI。

(2)在FAGP模型表中增加FT7 aim temperature(FT7目标温度)、target crown(目标凸度)、target flatness(目标平直度)、FM spray pattern code(精轧出水代码)字段，用于引用目标数据并赋值给PDI。

(3)在CAGP模型表中增加CT aim temperature(CT目标温度)、spray pattern code(层流冷却代码)字段，用于引用目标数据并赋值给PDI。

(4)在FSPP模型表中配置精轧出水代码相应的出水方式，用于FAGP模型表中FM spray pattern code的引用。

(5)在CSPP模型表中配置层流冷却出水代码相应的出水方式，用于CAGP模型表中spray pattern code的引用。

(6)将按钢种、厚度组距分族整理好的关键工艺参数导入相应的模型表。

2.3 参数处理下发

处理二级模型的相关接口，实现RAGP、FAGP、CAGP模型表中关键参数目标值向PDI的赋值，具体流程为：

(1)三级MES下发轧制作业命令。

(2)二级模型接收作业计划信息(钢种、厚度规格)。

(3)二级模型将钢种、厚度规格对应的关键工艺参数(RX aim temperature、RXH aim、FT7 aim temperature、CT aim temperature、spray pattern code等)赋值给PDI。

图3 在模型表中增加关键参数字段

3 效果

热连轧带钢工艺参数自动化控制模式的改进，实现了钢种关键工艺参数通过二级模型集中控制及自动下发，有效地解决了由MES系统下发时旧合同无法按照新工艺参数执行的问题，彻底解决了操作工手动修改PDI的现象，很大程度上减少了操作工的工作量，同时有效保证了数据的准确性。该模式投用以来，二级模型控制稳定，数据传输准确无误，取得了良好的效果。