鮑紅賓

(山東鋼鐵集團萊蕪分公司,山東萊蕪 271104)

二級切割優(yōu)化系統(tǒng)在連鑄機上的應用

鮑紅賓

(山東鋼鐵集團萊蕪分公司,山東萊蕪 271104)

4#寬厚板坯連鑄控制系統(tǒng)有西門子奧鋼聯(lián)制造，采用了許多國際領先的技術，二級切割優(yōu)化系統(tǒng)便是其中之一，該技術有力地提高了切割精度。

連鑄機；二級過程計算機控制系統(tǒng)；切割優(yōu)化

0 前言

4#寬厚板坯連鑄控制系統(tǒng)，一級主要采用德國西門子公司W(wǎng)inCC/S7-400控制系統(tǒng)，完成生產(chǎn)過程的控制、數(shù)據(jù)采集、工藝顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲、故障報警及報表打印等功能。

二級過程計算機控制系統(tǒng)采用S/C（服務器/客戶機）的結構形式,其中服務器中安裝了ENet（通用以太網(wǎng)）網(wǎng)卡和APPLICOM Card。通過ENet將二級控制系統(tǒng)與一級PLC控制系統(tǒng)連接在一個網(wǎng)絡上，通過對采集的一級數(shù)據(jù)進行處理,可以實現(xiàn)實時CLO(切割長度優(yōu)化)功能，對產(chǎn)品進行質(zhì)量評估,提高產(chǎn)品的質(zhì)量

1 二級切割優(yōu)化系統(tǒng)的原理

CLO（切割優(yōu)化）系統(tǒng)提供L2切割功能的優(yōu)化切割列表。優(yōu)化的切割列表通過CLO系統(tǒng)計算，用于操作員指導和火切機的控制。每個優(yōu)化點周圍優(yōu)化區(qū)域的定位如圖一所示。

相關參數(shù)如下：

OP_loc :需要一個長度優(yōu)化的位置;

L_sc1:下游廢料長度;

L_sc2 :上游廢料長度;

OP_scrap:OP_loc周圍的廢料長度;

OP_scrap_start :優(yōu)化廢料區(qū)域的起始;

OP_scrap_end :結束廢料部分的定義;

L_plan: 產(chǎn)品計劃中未修改的產(chǎn)品長度; L_remain:優(yōu)化運行前OP_point等于保留長度; L_uno:優(yōu)化運行后保留的，優(yōu)化的長度等于OP_point。

圖1 每個優(yōu)化點周圍優(yōu)化區(qū)域的定位

只要有優(yōu)化點輸入模型中，CLO生產(chǎn)系統(tǒng)在生產(chǎn)期間就執(zhí)行優(yōu)化的運行，目的是優(yōu)化利用連鑄機中未切割鑄坯的長度。

2 CLO（切割優(yōu)化）系統(tǒng)的優(yōu)化步驟

CLO（切割優(yōu)化）系統(tǒng)共有以下三個優(yōu)化步驟：

（1）優(yōu)化步驟1（最大值）

啟動一個未優(yōu)化的切割列表以包含更多的產(chǎn)品達到最小的絕對L_remain。在未優(yōu)化切割列表指定的限定之內(nèi)最大化所有產(chǎn)品，即L_remain ＜ L_ uno_max。L_uno_max通過一個程序參數(shù)來被執(zhí)行。

成功：在廢料部分之前的整個好的鑄坯段能通過產(chǎn)品的優(yōu)化來被利用。(L_uno ＜ L_uno_max)。

不成功：好的鑄坯段不能通過產(chǎn)品的優(yōu)化來被利用。L_uno在步驟執(zhí)行中作為最終結果被記住。具體過程如圖2所示。

圖2 最大值的優(yōu)化

（2）優(yōu)化步驟2（最小值）

啟動一個未優(yōu)化的切割列表以包含更多的產(chǎn)品達到最小的負L_remain。這一步試圖在未優(yōu)化切割列表指定的限定值內(nèi)最小化所有的產(chǎn)品，目的是L_remain = 0。

圖3 最小值的優(yōu)化

成功：在廢料部分之前的整個好的鑄坯段能通過產(chǎn)品的優(yōu)化來被利用（使變短）( L_uno=0)。

不成功：整個鑄坯段不能通過產(chǎn)品的優(yōu)化來被利用（使變短）。忽略結果。優(yōu)化過程原理如圖3所示。

（3)優(yōu)化步驟3（查找表）

優(yōu)化步驟3按以下順序被執(zhí)行：①裝載查找表；

②裝載未優(yōu)化的切割列表，如優(yōu)化步驟1所描述；③為仍然短于L_remain的最長的長度合并尋找查找表并應用優(yōu)化步驟1，如果成功則停止(L_uno ? 0)，否則記住L_uno并且執(zhí)行(4) ；④為長于L_ remain的最短的長度尋找查找表并執(zhí)行優(yōu)化步驟2，如果成功則停止(L_uno ? 0)，否則記住L_uno并且執(zhí)行(5)；⑤取消一個已經(jīng)計劃了的產(chǎn)品擴展L_ remain并再次從(3)開始。如果沒有更多的已經(jīng)計劃了的產(chǎn)品能有效的用于優(yōu)化則停止。

可適用這種優(yōu)化步驟的產(chǎn)品的最大數(shù)量可通過一個調(diào)整的參數(shù)來限制。已經(jīng)在火切機中設定的產(chǎn)品的長度，不能被改動且因此不能利用最優(yōu)化。優(yōu)化過程如圖4所示。

圖4 優(yōu)化過程3

3 實踐與分析

4#寬厚板坯連鑄機CL O（切割優(yōu)化）系統(tǒng)自投如使用以來，有效地提高了板坯的切割精度，提高了成材率，為后續(xù)的板坯的熱連軋?zhí)峁┝擞辛Φ墓に囍С?，?chuàng)造了客觀的經(jīng)濟效益，有力地保障了生產(chǎn)過程的連續(xù)性。

[1] 蔡森，顏炳正, 于駿,等.萊鋼寬厚板坯連鑄機控制系統(tǒng)的研究與應用[J].信息技術與信息化,2010(8).

[2] 邊芳.PLC模型控制技術在RH精煉爐中的研究與應用 [J].自動化技術與應用,2012(8).

[3] 呂曉茜,江楠,鮑紅賓,等.“一機多能”化理念在萊鋼板坯連鑄機的設計與應用[J].山西冶金,2012(8).

[4] 鄭雷,石榮鵬,李洪哲.數(shù)據(jù)庫技術在熱處理冷床板坯跟蹤系統(tǒng)中的應用[J].自動化應用,2012(3).

Application of level 2 automation for cutting optimization system in continuous casting machine

BAO HongBin
(Automation Department of Laiwu Iron and Steel Corporation,laiwu 271104,Shandong,China )

4 # slab continuous casting control system with Siemens VAI manufacturing, using a number of leading international technology, Level 2 Automation for cutting optimization system is one of the technology to effectively improve the cutting accuracy.

continuous casting machine; level 2 automation (process computer control system); cutting optimization system

TG249.7;TP273；

A；

1006-9658（2017）01-0069-02

10.3969/j.issn.1006-9658.2017.01.021

2016-04-15

稿件編號:1604-1335

鮑紅賓（1982—），男，工程師，主要從事自動化控制工作.