[发明专利]热连轧带钢虚拟轧制仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧带钢轧制技术，特别涉及热连轧带钢轧制过程的虚拟仿真。

背景技术

在热轧带钢生产过程中，来自于连铸的坯料首先需要放入加热炉中进行加热，通过调节加热炉的炉温加热到1200度左右，然后经过运送辊道运送到粗轧机组进行轧制，在加热炉和粗轧机组间有一个高压水除鳞装置，当带钢经过时将用高压水去除带钢表面大部分的氧化铁皮，然后带钢以一定的穿带速度进入粗轧机组，粗轧机组一般分为E1R1(第一套立辊平辊)和E2R2(第二套立辊平辊)，带钢将在粗轧机组工作辊和立辊的控制下进行往返轧制，最后将150-250mm坯料轧制成25-60mm的中间坯，为了保证带刚有良好的头尾温度，中间坯在进入精轧机组前还需要经过热卷箱将其卷成一卷，开卷后需要在飞剪处切去15-30mm的废料以免在进入精轧组中发生卡钢辊印等事故，然后带钢进入精轧F1-F7机组，每个机架执行L2(过程控制自动化)模型系统下传的基准值，如轧制力、压下位置、机架速度、弯辊力、活套位置、机架间喷水、机架间张力等。在精轧组最后一个机架处带钢将被轧成计划目标厚度，为了控制带钢的性能，在F7(精轧机组第7个机架)出口到卷取机之间有一套层流冷却装置，层流冷却装置也执行L2模型系统下传基准，开启相应水阀门进行降温。最后成品带钢进入卷取机卷成一卷，完成热连轧带钢的轧制。针对热轧带钢轧制过程中可能出现轧制设备超极限、传感器闪烁、跟踪不稳定、模型系数调整不准确等影响带钢精度、废钢及事故事件。而出现问题之后才去响应的解决，严重影响了产品的控制质量和精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过仿真技术解决带钢轧制过程中的设备问题、工艺缺陷、系统逻辑漏洞及模型精度的热连轧带钢虚拟轧制仿真系统。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，热连轧带钢虚拟轧制仿真方法，其特征在于，包括下列步骤：

a、构建热连轧过程的仿真设备及仿真输入控制策略触发系统；

b、仿真输入控制策略触发系统向仿真设备输入工况；

c、仿真设备运行，得到设备及基础自动化级数据；

d、将设备及基础自动化级数据转换后传输给真实设备，以及虚拟执行转换后的设备及基础自动化级数据并监控执行结果；

进一步的，步骤a中，所述仿真设备为设备的运转仿真，包括开机虚拟、设备负载输出、设备运行异常报警；

进一步的，所述仿真设备包括虚拟加热炉、虚拟粗扎机组、虚拟热卷箱、虚拟飞剪、虚拟精扎机组、虚拟层流冷却机、虚拟卷取机；

进一步的，所述虚拟加热炉根据精扎的轧制速度和坯料断面规格控制加热温度，通过控制加热炉的烧嘴的燃烧时间控制热需求，利用煤气发热值公式每隔固定时间计算加热炉各段的炉温；

所述虚拟粗轧机组与真实粗扎机设备属性参数一一对应，若检查到虚拟粗扎机组的开关保护值超限则复位到最大值并写入日志报警；

所述虚拟热卷箱中方建立了热卷箱卷取速度、带钢穿带速度、热卷箱弯管棍缝、卷取张力与真实热卷箱设备一一对应，若所述虚拟热卷箱收到虚拟精扎机组发出的开卷通知，则以可调控开卷速度开卷；若所述虚拟热卷箱收到虚拟精扎机组发出的异常状态标志，则继续等钢，并不断更新带钢温度值；

所述虚拟飞剪与真实飞剪设备属性参数剪切速度对应，所述虚拟飞剪建立有虚拟传感器，通过虚拟位置传感器的数字闪烁及位置分布实现飞剪对带钢的头尾不规则部分进行剪切；所述虚拟飞剪中，将设置的带钢温度数组与飞剪速度与穿带速度的对应，反应设备的异常状态；

所述虚拟精扎机组与真实精扎机组对应，在虚拟精扎机组中建立一个机架模型，其它机架设备通过更改对应的属性和前后配置实现；

所述虚拟层流冷却机和虚拟卷取机内设置有虚拟位置传感器，根据带钢穿戴速度计算模拟位置，根据虚拟位置传感器采集的位置信号激活其工况的工艺设备；

进一步的，所述步骤b中，仿真输入控制策略触系统通过仿真数据库向仿真设备输入工况；

进一步的，所述步骤d中，将转换后的设备及基础自动化级数据传送给过程自动化系统，由过程自动化系统传输给对应的真实设备。