本发明属于冷轧带钢热镀锌,具体涉及一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法。
背景技术:
1、近年来,随着世界经济的快速发展,尤其是汽车、家电以及建筑行业的崛起,导致对镀锌带钢的需求量大大增加。在热镀锌产品生产过程中,衡量产品质量的重要技术性指标就是锌层厚度及其均匀性。锌层太厚不仅会浪费锌锭,而且会影响产品的点焊性、附着性等使用性能;而锌层太薄则会影响到镀锌产品的抗腐蚀性能。因此锌层厚度控制水平将直接影响到热镀锌板的产品质量、产品成本和产品的市场竞争力。
2、所以,对锌层厚度的精确控制是提高镀锌板质量的一个不可忽视的因素。但在锌层控制过程中,锌层厚度的反馈具有非常大的滞后性,不利于对锌层厚度的精确控制,从这点来说,消除或者减小锌层厚度反馈的滞后性直接影响镀锌板的质量,进而影响整个热镀锌产线的工作效率与经济指标。
3、目前国内外关于热镀锌的研究已经有很多理论和实践成果。但大多数学者都是研究方向则是提高锌层控制精度,例如,公开号为cn113667918b的中国专利文献公开了一种根据传统的热镀锌带钢锌层厚度理论模型来调节气刀参数的方法,但是该方法提出的方程过于复杂,难以在线应用。刘海龙等人在“热镀锌锌层厚度的闭环控制”文献中提出了一种热镀锌锌层厚度的闭环控制方法,但是它具有一定的滞后性,控制动作不够及时。
4、热镀锌是个非线性、多变量、大滞后的过程。现有技术的机组气刀控制当前存在的主要问题是每次进行气刀参数的调整后并不能马上知道调整参数后的锌层厚度,需要等带钢运行至测厚仪才能知晓结果,如果调整偏差较大,则带钢从气刀运行至测厚仪这一段会出现锌层不符的情况(需要后续剪切);此外若在带钢从气刀运行至测厚仪这一过程中速度发生变化,操作工人没有当前参数下的锌层厚度作为参考,影响其控制精度。为此,公开号为cn110565039b的专利文献公开了一个预测锌层厚度值,再选择其中最接近目标厚度的工艺参数的过程,但是该文献在准确度上存在很大的局限性,尤其对特殊工艺参数情况的预测有较大的误差。
5、针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题,提供一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,消除或减小镀锌过程中实际锌层厚度反馈的滞后性,提高产品质量,降低生产成本。
2、为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明是通过以下技术方案实现:
3、本发明提供一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,包括如下步骤:
4、s1、建立采集平台,并通过与气刀plc通讯实时采集镀锌生产过程数据;
5、s2、对镀锌生产过程数据进行预处理;
6、s3、用处理后的数据训练随机森林模型;
7、s4、检测现场参数是否发生变化;若发生变化,模型预测现场实际参数下的锌层厚度并传输至现场hmi画面;若没有发生变化,等测厚仪反馈结果用于修正模型。
8、进一步地,镀锌生产过程数据包括来料尺寸规格、锌锅温度、锌液种类、带钢速度、气刀高度、气刀压力、气刀位置、实时锌层厚度,辊子位置及位置传感器数据。
9、进一步地,数据采集平台在带钢每行进3米时读取一次数据,每一卷钢从焊缝位置进入气刀时开始采集,在后行卷焊缝位置进入气刀时将采集数据按照钢卷id存储。
10、进一步地,对镀锌生产过程数据进行预处理包括对原始数据进行气刀参数与该参数下的实际锌层厚度进行匹配、转换以及存储处理。
11、进一步地,对于现场的三种锌液种类,其原始数据类型为字符串类型,能够通过简单编号处理使其转化为数值型:ga—0、gi—1、zm—3;其余数据通过四舍五入保留两位小数。
12、进一步地,气刀参数与锌层厚度匹配是通过测厚仪与气刀之间距离来确定,例如测厚仪安装位置在气刀之后120m,数据每3m采集一次,为了使得参数与实际锌层对应,则需要在保存的表格中删除锌层厚度列前40行,同时将剩余锌层厚度列前移40行,最后删除表格尾部40行数据并保存。
13、进一步地,处理后存储的数据中,气刀参数与该参数下实际锌层厚度一一对应。
14、进一步地,当存储的带钢生产数据超过10000卷时,随机森林模型的输入参数为来料尺寸规格、气刀压力、气刀位置、气刀高度、辊子位置、带钢速度、锌锅温度以及锌液种类;随机森林模型的输出参数为模型预测的锌层厚度。
15、进一步地,随机森林中决策树个数为800;构建决策树的过程中样本有放回的抽取;随机森林模型中决策树最大深度设定为10;叶子节点含有的最少样本设定为2;最大叶子节点数不加以限制。
16、进一步地,将数据样本的0.7用于随机森林模型的训练,其余数据用于测试模型精度。当模型精度大于0.85时,保存此模型。当新存储的带钢数据数量达到1000卷时,重新训练模型。
17、进一步地,满足a)、b)、c)、d)中任一项则视为气刀参数发生变化,模型在变化后的参数下预测锌层厚度;其中,
18、a)带钢速度变化大于2m/min;
19、b)压力变化大于5mpa;
20、c)气刀位置、辊子位置变化大于0.1mm;
21、d)气刀高度大于1mm。
22、进一步地,参数未发生变化时,记录测厚仪反馈的锌层厚度值,将该锌层厚度值作为当前时刻的锌层厚度预测值。
23、本发明的有益效果是:
24、在实际镀锌生产中应用该方法后,可实时预测锌层厚度,操作工人可提前知晓当前气刀参数下锌层厚度并加以调整,有效减少带钢锌层厚度不符长度,降低生产成本。
1.一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,镀锌生产过程数据包括来料尺寸规格、锌锅温度、锌液种类、带钢速度、气刀高度、气刀压力、气刀位置、实时锌层厚度,辊子位置及位置传感器数据。
3.根据权利要求1所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,对镀锌生产过程数据进行预处理包括对原始数据进行气刀参数与该参数下的实际锌层厚度进行匹配、转换以及存储处理。
4.根据权利要求3所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,对于现场的三种锌液种类,其原始数据类型为字符串类型,能够通过简单编号处理使其转化为数值型:
5.根据权利要求1所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,随机森林模型的输入参数为来料尺寸规格、气刀压力、气刀位置、气刀高度、辊子位置、带钢速度、锌锅温度以及锌液种类;随机森林模型的输出参数为模型预测的锌层厚度。
6.根据权利要求5所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,随机森林中决策树个数为800;构建决策树的过程中样本有放回的抽取;随机森林模型中决策树最大深度设定为10;叶子节点含有的最少样本设定为2;最大叶子节点数不加以限制。
7.根据权利要求6所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,满足a)、b)、c)、d)中任一项则视为气刀参数发生变化,模型在变化后的参数下预测锌层厚度;其中,
8.根据权利要求7所述的一种连续热镀锌产线减小锌层厚度结果滞后性的方法,其特征在于,参数未发生变化时,记录测厚仪反馈的锌层厚度值,将该锌层厚度值作为当前时刻的锌层厚度预测值。