[发明专利]一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法

权利要求书

1.一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法，其特征在于通过以下技术方案实现：

S0、系统等待位，每个周期内都要进行系统状态判断，系统状态正常则进入S1，否则进入状态异常程序E1；

S1、与上一周期采样值对比，判断镀锌参数是否发生变化，当生产线速度、锌层重量目标值、气刀间距中任一参数发生变化时，进入S2，否则进入S4；

S2、系统参数变化位，将生产线速度、气刀间距、锌层重量目标值三个参数作为筛选条件，查询气刀参数数据库，当气刀参数数据库中存在查询结果时，将查询到的气刀压力值结果输送给S7，否则进入S3；

S3、将生产线速度、气刀间距、锌层重量目标值三个参数作为输入条件，使用训练好的深度神经网络模型计算气刀压力预测值，并将结果输送给S7；

S4、气刀参数稳定位，在当前气刀压力值下，通过锌层测厚仪器读取实际锌层重量，接着判断获得的实际锌层重量与目标锌层重量的差值是否超过预设阈值，当差值不满足预设阈值时进入S5进行调节，否则进入S6；

S5、进入反馈PID条件模型对气刀压力值进行修正，然后将修正后的气刀压力值输送给S7；

S6、将气刀压力值、生产线速度、目标锌层重量、气刀间距、实际锌层重量存入气刀参数数据库中，接着进入S0系统等待位；

S7、将上一步骤计算出的气刀压力参数发送至气刀控制PLC，以控制气刀风机进行压力调整，接着进入S0系统等待位。

2.根据权利要求1所述的一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法，其特征在于：S1中，气刀间距参数可以通过自动或手动控制输入数据，当气刀间距控制模式为手动时，气刀间距设定值来自人机操作画面HMI输入端口；当气刀间距控制模式为自动时，气刀间距设定值通过多元线性回归算法得出，其表达方式为：

D_SET＝a*W+b*LS+c*ZW+d

其中，D_SET为气刀间距设定值，W为带钢宽度，LS为生产线速度，ZW为目标锌层重量，a，b，c，d分别为回归系数和常数。

3.根据权利要求2所述的一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法，其特征在于：S3中，神经网络计算模型中，使用气刀参数数据库中的气刀高度、气刀间距、实际锌层重量、生产线速度作为输入特征值，气刀压力作为输出预测值，对神经网络进行训练；其中的神经网络模型结构为多层全连接神经网络，中间层神经元个数为10-100个，损失函数使用MSE，学习率为0.1-0.5，迭代周期100-1000次，训练优化器为小批量随机梯度下降法。

4.根据权利要求3所述的一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法，其特征在于：S5中，PID控制模型为：ΔP＝ΔW*(-P/W)，其中：

ΔP为PID控制补偿压力，ΔW为实际锌层重量和目标锌层重量的偏差，P为当前实际气刀压力，W为目标锌层重量。

5.根据权利要求4所述的一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法，其特征在于：S6中，气刀参数数据库的内容包括气刀间距、气刀高度、生产线速度、目标锌层重量、实际锌层重量、实际气刀压力参数；上述参数存入数据库之前，首先对气刀参数数据库进行查找重复项操作，即：使用气刀间距、生产线速度、气刀高度、目标锌层重量作为查询条件查询当前气刀参数数据库，当存在记录时，则覆盖该条记录，否则，新增记录。

6.根据权利要求5所述的一种镀锌产品锌层重量自动控制的方法，其特征在于：S6中，气刀参数数据库需要定期自检，清洗，具体步骤为：

a)根据传统流体力学原理，构建气刀压力模型为：

其中

P_regress为回归的气刀压力，v为生产线速度，D为气刀间距，ZWaim为目标锌层重量，a，b，c，k为常数；

b)对该气刀压力模型进行线性化处理，并使用气刀参数数据库中的参数进行回归，得到本机组气刀压力流体力学模型方程式，其形式如下：

logP_regress＝c*logZW_aim+b*logD+a*logv+logk；

c)计算上述气刀压力流体力学模型回归压力值与实际气刀压力值的偏差(P_regress-P_actual)平均值及标准差

d)从气刀参数数据库AKDB中筛选满足以及的数据，并删除该条数据，n取值范围为2-4。