Способ управления ритмом работы прокатного агрегата

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РИТМОМ РАБОТЫ ПРОКАТНОГО АГРЕГАТА, заключакиоийся в измерении и прогнозировании продолжительности обработки заготовок на станах прокатного агрегата, вычислении интервала времени между выщачами из печи заготовок, о т л ичаю аийся тем, что, с целью повышения производительности прокатного агрегата и экономии энергии на нагрев металла путем повышения точности прогнозирования продолжительности обработки заготовок на станах прокатного агрегата, дополнительно взвешивают очередную i -ю заготовку после выдачи ее из печи, прогнозируют вес у находящейся на выдаче (i+1)-и заготовки по формуле |д Y«4 . .где Р; - вес ; -и заготовки-, i а .« ДV Vzllпараметры ,зависящие от статистических характристик прокатываемой партии эаго товок , - Ъ- Р;-Р-,. Определяют количество заготовок T6,k 1|«, находящихся между печью и выходом каждого стана прокатного агрегата, по измеренным весам aajroтовок , прогнозируемсалу весу ( +1) -и, заготовки, по количеству заготовок между печью и выходами станов с учетом продолжительности обработки заготовок на станах прогнозируют продолжительность обработки ; -и и ( +1) -и заготовок на станах прокатного агрегата по формуле iW-«-.( Vi,i-SoA; А, где Гк ,,,ч «к с ил-УкР Л,, |-,M«i-p...e,(e,,H,i..U4V (Л прогнозы продолжительности обработки t -ft и {;+)-и заготовок на k -м стане при условии, что между печью и I выходом k-го ст.ана находится Е,, загоk товок lPiH.P« Sи } е -f р kr Ь; ;-,,при ,,чг Л.} е,.,{,к-« Хприе л etCfcb прие; б(А ih-p i. .. где tj (k) - продолжительность обработ ки| -и заготовки Hak -м стане; ,tfttK,i- KVt®pv p-ts V пара.метры, зависящие отстатических Характеристик прокатываемой партии заготовок и станов, вычисляют интервал времени между выдачами ч.-й. и ( .. заго

СОЮЗ COeV.СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК

8829 А (191 {П1

3(51) В 2 1 В 3 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(Р.1ъ е „.(р, яр» 3-1

Р,, пр» j - a I

8;, пр» 4 1, »р» 4 j+L ) л

„ . "" -Е„„(Е „-ы,4), кр» г „(".;.„<1, .р. Е „» > -р 4 " -е„, е,„,kj, » Е„ ð, где a>(g) — продолжительность обработ ки 1 -й заготовки на1(-м стане; . 3 м1"»1 а зэк ф (= 1 1с ), 8„„, Ð-1,6х параметры, зависящие от статических

:характеристик прокатываемой партии заготовок и станов, вычисляют интервал времени 4 между выдачами j»-й и (+1)-й загоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3556283/22-02 (22) 24.02.83 (46) 30.04.84 Бюл. Р 16 (72) Я.С.Кришман, A.Ì.Кюркчян, К.К.Папуниди и Д.Г.Табидзе (71) Всесоюзный научно-исследова- . тельский н проектно-конструкторский институт автоматизации производственных процессов в промышленности (53) 621.771.62-58(088 ° 8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 564019, кл. В 21 В 37/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 655450, кл. В 21 В 37/00, 1979.

3. Бокс Дж. Дженкинс Г.Анализ временных рядов. Прогноз и управление, вып. 1 и 2. M., "Мир", 1974. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РИТМОМ

РАБОТЫ ПРОКАТНОГО АГРЕГАТА, заключающийся в измерении и прогнозировании продолжительности обработки заготовок на станах прокаТного агрегата, вычислении интервала времени между выдачами иэ печи заготовок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыаения производительности прокатного агрегата и экономии энергии на нагрев металла путем повышения точности прогнозирования продолжительности обработки заготовок на станах прокатного агрегата, дополнительно взвешивают очередную i --ю заготовку после выдачи ее из печи, прогнозируют вес Р; находящейся на выдаче (j +1) -й заготовки по формуле л

Р + 01"1е -eiÅ q,Ú;, .где P; — вес 1 -и эаготовки1

®q þ,(P e g (,vH, 7, I 4 ((1 УУ) 1 параметры, зависящие от статистйческих .характристик прокатываемой партии ваго« товокф

Ъ;=Р;-Р„,, Определяют количество заготовок 6„,1(=Щ, находящихся между печью и выходом каждого стана прокатного агрегата, по измеренным весам заготовок, прогнозируемому весу (j +Ц -й, заготовки, по количеству заготовок между печью и выходами станов с учетом продолжительности обработки заготовок на станах прогнозируют продолжительность обработки i -й и (j+1) -й заготовок на станах прокатного агрегата по формуле л1

О (1() C q ® Ц (1» $ 4 1Ф 1

i .a, Ô=4Ùô, 4 Ф,.а1-4 ;-и3,, 5w Л1, ... ®

, рЛ ";.р1 (;.е,(kl.3- " прогнозы продолжительности обработки

i-й и (j.+1) -й заготовок на 1(-м стане при условии, что между печью и ,выходом k --го стана находится Е заготовок

1088829 л

Ь;=ь (Ц+ товок н выдают последующую +1) -ю эаготовку при л

"трек е i где, — время, прошедшее с момента выдачи из пе Хи i -й заготовки, р р ;þ о) ни на одном стане не завершилась обработка какой-либо иэ находящихся на прокатном агрегате заготовок, в противном случае в момент1;,(tier<,<

Ж и;}окончания обработки одной иэ о о

1 заготовок фиксируют номер стана), на котором завершилась обработка заготовки, определяют число заготовок между печью и выходом k -ro стана, вычисляют по формуле (1) новые прогнозы продолжительности обработки

i-й и (i+1) -й заготовок на станах, вычисляют новый интервал времени

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов s металлургической промышленности, преимущественно к автоматизации прокатного производства, и может быть ис- 5 польэовано, например, при создании системы управления комплексом нагре-. вательная печь — прокатный стан.

Известен способ управления ритмом работы прокатного стана, предусматри- 10 вающий определение моментов выдачи заготовок из печи в зависимости ат продолжительности обработки заготовок на клетях прокатного стана и от прогнозов продолжительности обработ:ки, сделанных в моменты выдачи за готовок из печи (11 .

Однако,во-первых, при прогнозировании продолжительности обработки заготовок не учитывается,вес заготовок, который влияет на длительность 20 обработки, во-вторых, после выдачи очередной i -й заготовки интервал выдачи между 1 -й и находящейся на выдаче (i +1)-й заготовками не корректируется. Такая коррекция необходи- 25 ма в случае, если после выдачи -й заготовки завершилась обработка некоторых заготовок, находящихся на .стане, так как при этом изменяются прогнозы продолжительности обработ- 30 ки -й и (i +1) -й заготовок на клетях стана. Неучет укаэанных недостатков приводит в известных способах к несвоевременной выдаче заготовок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, реализрванный в системе управления рит-,. й;, между выдачами иэ печи i -й и (+1) -й заготовок и выдают последую;. щую .(i +1)-ю заготовку при л юек - h„

/ если в интервале времени(1;„Д;,tg, Д ни на одном стане не завершилась обработка заготовки, в противном случае описания выше процедура фиксирования номера k -ro стана, на котором завершилась обработка заготовки, определения числа заготовок между печью и выходом k --го стана, вычисления по

Формуле (1) новых прогнозов. продолжи:тельности обработки -й и (i +1)-й заготовок на станах и вычисления нового интервала времени между выдачами из печи -й и (i+1)-й заготовок повторяется.

2 мом работы прокатного стана, заключающийся в том, что измеряют продол-. жительность обработки заготовок на всех клетях прокатного стана,-формируют для каждой клети функции распределения продолжительности обработки заготовок на основе измеренных продолжительностей обработки заготовок, прогнозируют в момент выдачи из печи очередной 1 -й заготовки продолжительность обработки < -й и (1+1) - и заготовок на всех клетях прокатного стана как случайных чисел, генерируемых на основе функции распределения, вычисляют интервал времени й; между выдачами иэ печи j -- и и (+1) -й заго- товок по Формуле в

K. ьь; Ь),npMhv;®г0,...,6 ;(а„ }>О

tlat;(ll,tS)+0

О, ври 62;И) еО

1г

K aa,()р заь;(пр4 а0,..., а<;(н-4)с0в к гг 11 ll

Ф Й;(Ц «0

¹n,+г

О, пеняй (N,ti)60>, ;(и г) с0фцщ вг

bl,;(k) P

K =ll„М где l,„ К - прогноз продолжительности обработки 1 -й заготовки на k --й клети стана, л л й,-(к) =i;(a+11-<;„(<), где n - -число клетей стана, и выдают очередную заготовку из печи, По известному способу момент выдаМи последующей (i +1)-й заготовки из

1088829 печи определяется на основе прогнозов продолжительности обработки -й и (i +1)-й заготовок, сделанных в момент. выдачи -й заготовки, прячем прогнозы приравниваются случайным числам, генерируемым в соответстэии с функциями распределения продолжительности обработки заготовок, формируемыми для каждой клети стана.

Формирование функций распределения продолжитедьности обработки заготовок для каждой клети стана осуществляют по данным измерения продолжи,тельности обработки заготовок и по строения соответствующей гистограм.I (4.

fO

Известный способ характеризуется. тем недостатком, что прогноз продолжительности обработки заготовок формируют беэ учета веса заготовок в то время, как между продолжительностью обработки и весом заготовок существует, сильная корреляционная связь.

Исследования показывают, что коэффициент корреляции между двумя ука-! занными факторами при прокатке труб на пиливримовых станах лежит в пределах 0,70-0,85. Таким образом, информация о весе заготовок позволит еущественно улучшить качество прог-. нозирования продолжительности обработки заготовок, кроме того, после выдачи в момент 4 j -й заготовки иэ

2 печи и вычисления момента 1; выдачи (i +1) -й заготовки в интервале времени ((,<, „ „ ) возможно заверше- 35 ние обработки отдельных заготовок, находящихся на стане. Это вызывает . необходимость в уточнении результата прогнозирования продолжительности обработки < -й и ((+1) -й загото" 40 вок, поскольку прогнозы зависят от числа обработанных заго овок и Ilpîдолжител ности их обработки на клетях стана. Уточнение прогнозов вызы» вает коррекцию момента выдачи (+1)-й45 заготовки. Указанные недостатки известного способа приводят к несвоевременной подаче заготовок к клетям. стана, в результате чего снижается. производительность стана из-за простоя клетей и увеличиваются потери энергии.на нагрев металла из-за охлаждения заготовок при их пролеживании перед клетями в ожидании обра ботки.

Цель, изобретения - повышение про», иэводительности стана и экономия энергии на нагрев металла путем повышения точности прогнозирования продолжительности обработки заготовОк на станах прокатного агрегата, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управлеикя ритмом прокатного агрегата, заключающемуся в измерении и прогнозировании продолжительности обработки Я эаготовок на станах прокатного агрегата, вычислении интервала времени между выдачами из печи заготовок, дополнительно взвешивают очередную (-ю, заготовку после выдачи ее из печи, прогнозируют вес 0; ., находящейся на выдаче (i +1) -й заготовки по .формуле л CAI, + K0Ре -g+K Q bi1 где Р; - вес < -й заготовки)

I

Р zi(pe,< < i3if q Q <м параметры, зависящие m статических характеристик прокатыааемой партии заготовок;

Ъ, Р, ;, Ю

Определяют количество заготовок (. „,Ц =1 », находящихся между печью и выходом каждого стана прокатного

»агрегата, по, измеренным весам заготовок, прогноэируемому весу (j+1) -й, заготовки, по количеству заготовок печью и выходами станов с учетом продолжительности обработки заготовок на станах прогнозируют продолжительность обработки t -й и (+Ц -й. заготовок на станах прокатного агрегата по формуле л (,. ((() . ((d„p ) p = (и, = 1 ) % + () где 3 1 к л к ").еф„,й =4(Я ц„„Я „Д.у„Р; „Да, 5к

"+ р&;.р „H";- rl a,й,i-i,

«) » ) 4

Р;... «p» j +1

6;, ар»)с ( (;„, «p» " (>

t.p3)""

4=(A

".;,„ (Е „-,Ц,.р. Е „а .+ ("Ъ ъ «gas < ®

" )-р " ."")-Е„.„.,< -р Ц " " где ь, (4) -продолжительность обработ- ки ) -й заготовки на k -м стане)

3 < +вЬ <- " Мер.б параметры, зависящие от статических характеристик прокатываемой партии заготовок и станов.

Вычисляют интервал времени Д; между выдачами j -й и (i +1)-й заготовок и выдают последующую (<.+1) -.ю, заготовку при

1088829 и е»™

5 где „„; время, прошедшее с момента, выдачи иэ печи » -й заготовки, если в интервале времени (1;, „ »д; 1

»< 1 1д ни на одном стане не завершилась об.— работка какой-либо из находящихся ; 10 на прокатном агрегате заготовок, в противном случае в момент1;,(1» аkq,c.

«-(» »- Ь;„) окончания Обработки одной иэ заготовок фиксируют номер стана 1», на котором завершилась обраi ботка заготовки, определяют число заготовки между печью и выходом k --ra стана вычисляют по формуле (1) -новые

I прогнозы продолжительности обработки » -й и (»»») -й эаготовск на станах, вычисляют новый интервал време- 20 ни А<4 между выдачами из печи i -й и (» +1) -й заготовок и выдают последующую (»+1) -ю заготовку при

< e» » ):

1 если в интервале временe(t»„t< ». а;Д ни на одном стане не завершилась о5работка заготовки, в противном случае процедура фиксирования номера -3I0

»-го стана, на котором завершилась обработка заготовки, определения числа заготовок между печью и выходом k --ro стана, вычисления по формуле (1) новых прогнозов продолжи.тельности обработки j -й и (» +1) -й заготовок на станах и вычисления нового интервала времени между выдачами иэ печи » -й и (» +1)-й заготовок повторяется.

На чертеже приведена структурная схема устройства,-реализующего предлагаемый способ °

Устройство состоит из нагревательной печи 1, станов 2 — 4, агрегата измерителей 5 — 7 времени обработки, датчиков 8 — 10 окончания обработки, правляющей вычислительной машины

УВМ) 11, датчика 12 выпачи, взвешивающего устройства 13, мехайизм 14 выдачи заготовок.

Выходы измерителей 5 — 7 продолжительности обработки соединены с соответствующими входами УВМ 11, другие входы которой соединены с выхода-. ми датчиков 8 - 10 окончания обработ-i5 ки, выходом датчика 12 выдачи и выходом взвешивающего устройства 13, а выход с входом механизма 14 выдачи заготовок, выход которого соединен с входом датчика 12 выдачи. 60

Система функционирует следующим образом.

Ъ

В момент выдачи иэ нагревательной печи 1 » -й заготовки сигналом, посту- б5 пившим в УВМ 11 от датчика 12 выдачи, запускается таймер в УВМ, который отсчитывает время I,net прошедшее с момента выдачи » -й заготовки. Одновременно с этим в УВМ 11 фиксируется номер » -й выданной заготовки. Непосредственно после выдачи в момент

t»6» -я заготовка подается на взвешивающее устройство 13, где взвешивается. Предполагается, что 1; а t . Информация о весе Р; » .-й заготовки также поступает в УВМ 11 Далее в процессоре УВМ 11 вычисляется прогноз Р; веса находящейся на выдаче из печи (» +1) -й заготовки по формуле „. е, ;„ p, ;.gK,Ь, где

b R.„,„,М» д 1,туг параметры, зависящие от статических характеристик прокатываемой партии заготовок и определяемые на стадии идентификации ряда веса заготовок при помощи известных методов f3) .

sP. -р.

-%»-% i-5э и число заготовок О, Р,,„, Я„, находящихся между нагревательной печью 1 и выходом каждого стана 2, по формуле „=»- i l » м, () где „- номер последней заготовки,. обработанной на М -й клети стана к моменту времени t» . Номера »„,k=1,д) фиксируются с помощью датчиков 8-10, окончания обработки и хранятся в памяти УВИ 11.

Далее в УВМ 11 вычисляются прогнозы ;(k) и с « (k) продолжительнос тн обработки » -й и (»+1) -й заготовок на всех станах по формуле Ь) ...g (c„,k),k.s,n,j.i,;,q

4 1»

""1 Ф "1-МЧ,,ч..Р ;,„„ . р; „, %», > pl+l.р „l,Ð ;.екав,g) j÷,þ„q) прогнозы продолжительности обработки ф-й и ft,+1) -й заготовок на К -м стане при условии, что между печью и на

Выходе k -го стана находится f заго- товок р i 6(M g i

3 Р,, я и »» >

, и

g t

) MPH "° »» !,,1088829 завершится обработка некоторой эаго бровки,- например, йа клети стана, .то информация о продолжительности обра-. ботки этой заготовки,.иэмерЕнная с псмощью соответствующего измерителя

5 продолжительности обработки, будет передана в память УВИ. Там же будет, зафиксирован номер, обработанный на k клети, заготовки. После этого по формулам (1) — (3) в УВИ будет

- 10 вычислен новый скорректированный интервал hi, между выдачами -й и (j +1)-й заготовок. Есаи при этом окажется л

"иЕк А4i выдача (+Ц -й заготовки будет произ ведена в момент времени, определяе25 мый условием

Х А (К), фйАа;(ВрФ ФО1.„) Аь, (И-1)с@В ьв,е

3» at;(v) ьО к я4

О, в и&a (крФ 60„». А@к )<©р щ. вЭ, . 3Q

«;(ЧМ, к2в ф1 гдовы.(„ З;(к, -", Ы, Если к моментУ времени, О™ред ляемо-, му равенством л щфк А1 1 йи на одной из прокатйых станов 2-4 не завершится обработка какой-либо иэ находящихся на стане заготовок, 40 . то от сигнала, поступившего с УВИ 11Д произойдет включение механизма s ùà- чм заготовок и будет видана (» +1)-g; заготовка. Одновременно будет сброшен и снова запущен таймер УВМ 11. 45

Если же в интервале времени(4;„Цр+

А2д ) момент ti,(t4ctq itiey А o) Т аж 796 По писное

ВНИИПИ Заказ 2766 3 филиал ППП Патейт", г. Ужгород, Ул. Проектная л

;-:„«„(В„-c.k), при Е„, S- 6) I л, 1

0j.к,(k), ариВ „кg, >

I .рЬ)- $ .p.,(к-P, ),при » где ; t k) - продолжительность обработк* -й заготовки на k -й клети стана; „г„ .,С „<=,"Ú „.. - 3-. !

Ю параметры, зависящие от характерис,тик прокатываемой партии заготовок и клетей стана и определяемые на основе известных методов статической идентификацйи 3, и интервал

43А между выдачами i-й и ((+1)-й заготовок по формуле

А ф.цф квф °

K ai; (al,прыь ;() О,.,А, . („,,)>

sat;(w,в )р

О, вРн ай;Ь Вй го произойдет выдача (j+1} -й эаготов ки. При л иВк

I у"аеу если к этому моменту на станах не завершится обработка какой-либо заготовки..При завершении обработки заготовки в интервале (Kq„3j > А „7, описанная процедура кор:ректировки интервала между выдачами i-й и(+1) -й заготовок повторяется.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность стана н уменьшить расходы топлива.

Эффективность предлагаемого споI соба подтверждена сравнительным моделированием. Результаты моделирова.ния показали уменьшение среднеквад,ратичной ошибки прогноза при прогнозировании известным способом в сравнении с прототипом в пределах 1,221,35 раза и рост производительности .на О 9%.