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浅析热轧带钢外形质量自动判定的实现

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摘要:论述热轧带钢外形质量自动判定功能实现的方法,即通过制定热轧带钢外形质量控制相关参数的判定标准,由系统自动出相关参数实绩值的命中率百分比、平均值等信息,再在生产制造系统中按既定标准进行自动判定即可。

关键词:热轧带钢;外形质量;轧制实绩;自动判定

1前言

目前,公司生产管理系统中设计的热轧产品质量是根据过程控制系统(L2)上传的轧制实绩平均值按合同订货规格进行判定的。其判定标准比较单一,判定结果无法真实地反应材料的实际情况,导致判定结果与实际情况存在差异,需人工进行再次确认。这种判定方式已经无法满足实际业务需求,因此,迫切需要建立一套完善的判定标准和科学的判定机制,精确直观地判定材料的头、中、尾部的轧制工艺参数的真实命中情况,进行整体判定,从而为提高工艺水平,生产出符合客户需要的产品奠定基础。本文总结热轧带钢外形质量自动判定的系统实现和应用。

2系统设计、开发及其应用

2.1业务需求生产管理系统将带钢的外形质量相关参数如厚度、宽度、凸度、楔形以及平坦度等,按一定长度比例的头、中、尾部进行划分,再依据标准对热轧L2系统采集到的相应区间命中率以及平均值等外形质量相关工艺质量数据进行自动判定,并提供参考判定结果;同时,为了创造更进一步精细化管理的空间,需在热轧生产执行系统中新增判定标准维护功能,以便现场技术人员能及时对判定标准进行维护。

2.2设计方案依据业务需求,设计出本系统整体功能架构(见图1)。其中,关键业务设计如下:(1)技术中心在生产管理系统中对制造标准关系进行维护,并通过电文将该信息同步到热轧生产执行系统中,此数据即作为热轧可生产品规的基础数据;(2)在此基础上,由热轧工艺技术人员进行热轧检验判定标准的维护。主要包括:带钢头、中、尾长度,带钢外形质量相关参数平均值的合格标准范围,以及带钢头、中、尾各段数据命中百分比的合格标准范围。(3)在热轧生产执行系统下发生产计划的同时,将每卷钢外形质量相关判定参数的目标范围一并下发到热轧L2过程控制系统。(4)由热轧L2过程控制系统将其生产过程中从L1基础自动化系统采集上来的钢卷外形质量曲线数据与判定标准进行比对,得到钢卷外形质量相关指标命中情况,并将该情况上传到柳钢生产管理系统。(5)生产管理系统对每卷钢外形质量相关指标进行综合,并将是否合格的信息进行系统展示。

2.3系统功能开发根据设计方案,开发一系列标准维护画面、判定逻辑功能和基础自动化生产数据采集模块,以实现对业务需求的支撑,具体功能模块如下。2.3.1标准维护提供标准维护功能,且该标准作为后续判定的基础。其实现困难在于如何保证生产管理系统和热轧生产执行系统间可生产产品信息的同步。为此,设计时,专门建立了两系统间的专属通讯电文以解决此问题,即工艺技术人员在生产管理系统中统一维护产品信息并生效后,及时同步到热轧生产执行系统,使两系统的信息时刻保持一致。具体功能如下:(1)头尾比例标准设置管理。用户可对每个品规按宽度、厚度类别进行头尾比例标准维护,在判定过程中按此比例标准划分出带钢的头、中、尾部分。(2)命中率判定标准维护。用户可维护每个品规的外形质量相关指标参数,如按宽度、厚度类别进行宽度及厚度命中率标准维护;同时,可依据业务需求拓展平坦度以及凸度的命中率指标维护。(3)平均值标准维护。用户可对每个品规的厚度平均值标准进行维护,同时具备依据业务需求拓展其他指标维护的条件。2.3.2标准下发热轧生产执行系统将维护好的外形质量相关指标的头、中、尾命中率标准等参数,随着生产计划一并下发给热轧L2过程控制系统。2.3.3命中率和平均值计算热轧L2过程控制系统按收到的标准,对每卷钢采集到的厚度和宽度数据进行相应区间的命中百分比计算,并将此命中率数据上传到热轧生产执行系统。2.3.4质量自动判定接收L2系统上传的头、中、尾命中率以及厚度平均值等信息,并按设定标准自动判定厚度、宽度命中率和平均值是否合格并提供结果查询。主要功能如下;(1)宽度/厚度命中率查询。用于收集和显示L2系统上传的宽度、厚度命中率数据,作为自动判定的基础数据依据。(2)宽度/厚度数据分布查询。用于收集和显示L2系统上传的宽度、厚度数据分布信息,作为自动判定的基础数据依据。(3)判定结果展示。用于显示判定结果,主要包含带钢头部、中部、尾部、整体的宽度和厚度判定结果以及厚度平均值判定结果等。

2.4应用效果(1)实现对热轧带钢尺寸、板形质量的量化评价。系统真正实现无差异化标准判定,带钢下线就自动计算带钢尺寸及板形按产品标准(技术条件)要求的命中率,同时运用大数据分析的方法实时进行带钢生产的相关CPK和PPK能力分析,并针对控制中存在的问题进行措施的提出及改进,进而稳步提升产品质量。(2)大幅降低检验员劳动强度,同时强化外形质量检验。避免检验员人工对尺寸及板形的逐卷目测曲线进行尺寸及板形判定,使目测曲线检验工作量降低95%以上;重点加强了带钢在线表面监控及成品开卷外形质量检查,进一步推进完善了带钢表面缺陷库的建立及尽早实现了外形质量自动判定。(3)系统应用后未出现因漏检产生的质量事故,有效地降低了不必要的经济损失。

3结语

目前,自动判定功能已经二热轧成功上线试运行;一热轧待其L2系统完成轧制实绩的判定信息上传生产管理系统功能后也将上线试用;质量自动判定运行稳定后,将继续拓展实施“重新挂合同重新判定”的功能。重新设计开发的热轧带钢外形质量自动判定解决了原设计过于粗糙,不能反映带钢真实外形质量情况的问题。新的设计首先细化了判定标准,将带钢分为头、中、尾部进行判定,每个部位都有不同的判定标准;判定基础由原来只判定平均值一个值改为对多个值命中率的判定,所以优化后的设计更加细化和完善了质量判定机制,相对科学的反应了带钢的真实外形质量,为带钢的工艺提高、质量改进提供了更好的信息化支持。

作者:陶歆 蒋桂冬 范雄桃 周明科单位: 信息管理部

柳钢科技杂志责任编辑:张雨    阅读:人次

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