几种常用漏钢预报系统模型的比较_下_

第33卷　第4期2009年7月

冶金自动化

Metallurgical I ndustry Aut omati on

Vol .33　No .4July 2009

・综述与评论・

几种常用漏钢预报系统模型的比较(下)

李同彬1

,姚若华1

,陈　波

2

(11上海宝信软件股份有限公司自动化部,上海201900;21上海仕为软件有限公司)

中图分类号:TF34116;TP274+15　文献标志码:A 文章编号:100027059(2009)0420001204

Co m par ison of useful breakout pred i cti on system m odels(B)

L I Tong 2bin 1

,Y AO Ruo 2hua 1

,CHE N Bo

2

(1.Aut omati on Depart m ent,Shanghai Baosight Soft w are Co 1,L td 1,Shanghai 201900,China;

2.Shanghai Shi w ei Soft w are Co 1,L td .)

4　基于结晶器铜板热传输的漏钢预报逻辑

判断模型

逻辑判断模型,就是以上述三节内容为基础,

结合连铸设备工艺的实际情况,定时采样处理每一组热电偶数据,把其中的温度上升值、升温速率、上下热电偶温差等数据与设定的阈值进行对比。通过对比,分析单个热电偶温度变化的时间序列和组偶温度关联的空间序列,结合钢种、拉速、铸坯宽度、经验值等因素,判断坯壳断裂的发生部位、裂口的发展方向和坯壳的生长情况。

逻辑判断模型的本质是识别出可能引起漏钢

的温度模式,属于动态波形模式识别问题,如图3所示。上排热电偶随着时间的变化(即在几个采样周期内),出现温度上升的情况,此温度梯度为判断参数之一,该曲线的极值超过设定值(说明粘钢)或低于某个值。几个采样周期后,下面的热电偶温度上升,该曲线的极值也超过设定值(说明粘钢)或低于某个值,此温度梯度为判断参数之二;再过一段时间,随着上面热电偶的温度下降,下面热电偶的温度上升,出现负温差情况,此温差为判断参数之三。这样通过监控温度变化就可发出漏钢预报报警(图3(e ))。因此,上述特征的漏钢预报逻辑判断模型主要包括:最大最小值模型;温度上升速度模型;温度下降速度模型;温度上升幅度

模型;温度下降幅度模型;粘结点空间传递速度模

型;单偶漏钢温度模式识别;组偶漏钢温度模式识别;采样滤波模型等等。

图3　连铸粘结漏钢预报动态波形模式识别

Fig 13　Mode identificati on of dyna m ic wave of the BOPS

各个模型的设定参数及其最佳值,是依据经验在现场中调试确定的。也可由专业技术人员根据具体的生产状况,结合钢种、拉速、铸坯宽度、保护渣等因素进行设定。因此,这类模型的温度上

收稿日期:2008211225;修改稿收到日期:2009202220

作者简介:李同彬(19622),男,湖北武汉人,高级工程师,主要从事冶金行业自动化系统设计工作。

冶金自动化第33卷　

升值、升温速率、上下电偶温差等,与具体的设备工艺、钢种等条件有很大的依赖关系。

目前,Sie mens,Danieli,宝钢的漏钢预报系统都运用以上数学模型,尽管各厂家的连铸机主要参数和生产品种相差不大,但是其结晶器热电偶的安装方式如热电偶的行数、列数、间距、铜板上的插入深度和具体位置等都有很大差异,其数学模型的逻辑判断阈值、参考基准值来源、计算方法等也各不相同。它们大体上都能真实反映结晶器内部温度分布,发现粘结点,准确判断粘钢情况。但当结晶器液位或温度波动时,阈值难以确定,逻辑判断系统误报与漏报率升高。

5　热电偶网络化的漏钢预报逻辑判断模型Sie mens和Danieli的薄板坯连铸连轧均采用热电偶网络化的漏钢预报逻辑判断模型,如唐山钢铁集团有限责任公司CSP连铸采用Danieli技术,具有粘结预报和漏钢预报两种功能。其自动控制系统扫描结晶器上的温度传感器网络(m排n 列共m×n个K型热电偶,布满结晶器的宽面和窄面),采样周期2m s。它选择宽面上数第2行的热电偶为标准热电偶行,称为弯月面行(Menis2 cus),以该行的每个热电偶温度值(TC_meniscus)为标准值,与对应列的其它热电偶温度值(T C_ check)比较,来判断温度是否接近粘结点,可自动避免粘结和漏钢的发生。原理如图4。模型主要参数包括:Sticking Check Value,热电偶实际检测温度值与同列Meniscus行热电偶平均温度的差值,为绝对正值;Sticking Deviati on L i m it,可设定的粘结判断阈值,超过此值就认定产生了粘结; Check I nterval,保证正确的弯月面温度曲线倾斜度条件的循环检测时间差值;Sticking W arning Count L i m it,粘结警告所需的符合粘结条件的最少热电

图4　温度传感器网漏钢预报原理图

Fig14　Princi p le map of te mperature sens or net w ork f or BOPS 偶数量;Sticking A lar m Count L i m it,粘结报警所需的符合粘结条件的最少热电偶数量;B reakout De2 viati on L i m it,可设定的漏钢判断阈值,热电偶的温度超过这个值时就会被标定为符合漏钢条件点(Hot Spot)。

以上参数值由技术人员根据不同钢水等级、浇铸条件设定。

511　粘结预报功能

将Meniscus行热电偶温度与对应列中的其它热电偶温度值作以下的算法判定:

(1)设定循环检测温度差值Delta Te mperature =TC_meniscus-TC_check,判断Delta Te mpera2 ture>Sticking Check Value是否成立;

(2)设定粘结判断值Meniscus Gradient=[T C_ meniscus(No w)-T C_meniscus(Previ ous)]/[Ti m e (Now)-Ti m e(Previ ous)],其中T C_meniscus (Now)为本次检验循环的T C_meniscus值,TC_me2 niscus(Previ ous)为上次检验循环的T C_meniscus 值,Ti m e(Now)为本次检验循环的实际时间,Ti m e (Previ ous)为上次检验循环的时间。判断Menis2 cus Gradient>Sticking Deviati on L i m it是否成立。

如果(1),(2)均成立,则将该热电偶标识为“Sticking On”,同时把程序中的每一列的计数变量Sticking On Count(S OC)加“1”。接着按以下算法估计粘结的程度:如果相邻两列的S OC值的和,不小于Sticking W arning Count L i m it,系统发出粘结警告;如果相邻两列的S OC值的和,不小于Stick2 ing A lar m Count L i m it,系统发出粘结报警。

512　漏钢预报功能

模型循环检查结晶器每个热电偶的温度曲线(Meniscus行热电偶不考虑)是否正常。在检测循环过程中,当第i行第j列热电偶的温度曲线值连续两次大于B reakout Deviati on L i m it时,即TC_ Gradient(i,j)(No w)>B reakout Deviati on L i m it AND TC_Gradient(i,j)(Previ ous)>B reakout Devi2 ati on L i m it成立时,那么该热电偶被标定为“Hot Spot”。当相邻的两个热电偶均被标定为“Hot Spot”时,系统将会发出漏钢报警。

该系统可以预报粘结漏钢、裂纹漏钢和铸坯凹陷,只是漏钢预报准确率有待提高。它的模型可进行功能扩展,使漏钢预报系统在生产中发挥更大作用。

因为该系统的热电偶网络可以监视结晶器温

2