[发明专利]在线轧制计划动态预分析自调整系统及其方法

说明书

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系统(L4～L1)，各级控制系统的主要功能如下：

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系统”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系统，该系统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、转炉工业自动化系统、精炼工业自动化系统、连铸工业自动化系统、热轧工业自动化系统、以及一体化计划编制系统。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系统、精炼工业自动化系统以及连铸工业自动化系统的时刻资料，并根据所述时刻资料以及所述一体化计划编制系统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。该系统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，该系统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系统，解决现有轧钢生产计算机控制系统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系统置于轧钢厂的计算机控制系统中的生产控制级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：