加热炉的过程跟踪自动修正方法

摘要

公开了一种加热炉的过程跟踪自动修正方法。所述方法包括步骤：在步进梁移动一个步距后，获得步进梁步距、激光检测标志、激光检测后坯料的溢出量；基于获得的步进梁步距更新坯料在加热炉内的位置；基于所述激光检测标志、所述激光检测溢出量和更新后的坯料的位置，确定是否需要对坯料的位置进行跟踪修正；当多个坯料中的最短位置小于定位激光器的位置且激光检测标志等于0时，对加热炉内的更新的坯料的位置进行超前跟踪修正，当多个坯料中的最短位置大于定位激光器的位置且激光检测标志等于1时，对加热炉内的更新后的坯料的位置进行滞后跟踪修正。

权利要求

1.一种加热炉的过程跟踪自动修正方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在步进梁移动一个步距后，获得步进梁步距、激光检测标志、激光检测后坯料的溢出量；

基于获得的步进梁步距更新坯料在加热炉内的位置；

基于所述激光检测标志、所述激光检测后坯料的溢出量和更新后的坯料的位置，确定是否需要对坯料的位置进行跟踪修正，当Lmin小于Lj且激光检测标志等于0时，按如下的等式对加热炉内的坯料的位置进行跟踪修正，L’＝L+(Lj-Lmin)×(Lmax-L)/(Lmax-Lmin)，当Lmin大于Lj且激光检测标志等于1时，按如下的等式对坯料的位置进行跟踪修正，L’＝L+(Lj-Ly-Lmin)×(Lmax-L)/(Lmax-Lmin)，其中，Lmax和Lmin分别表示在更新后的坯料的位置中离出钢端最远和最近的坯料的位置，L为更新后的坯料的位置，L’为经过跟踪修正后坯料的位置，Ly为激光检测后坯料的溢出量，Lj为定位激光器与出钢端的距离，其中，当所述定位激光器检测到坯料时，激光检测标志为1，否则激光检测标志为0。

2.根据权利要求1所述的加热炉的过程跟踪自动修正方法，其特征在于，当Lmin小于Lj、激光检测标志等于0，且|Lj-Lmin|大于预定的位置偏差限时，对坯料的位置进行跟踪修正，当Lmin小于Lj、激光检测标志等于0，而|Lj-Lmin|小于所述预定的位置偏差限时，不对坯料的位置进行跟踪修正。

3.根据权利要求1所述的加热炉的过程跟踪自动修正方法，其特征在于，当Lmin大于Lj、激光检测标志等于1，且|Lj-Ly-Lmin|大于预定的位置偏差限时，对坯料的位置进行跟踪修正，当Lmin大于Lj、激光检测标志等于1，而|Lj-Ly-Lmin|小于位置偏差限时，不对坯料的位置进行跟踪修正。

说明书

加热炉的过程跟踪自动修正方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种加热炉的过程跟踪自动修正方法，更具体地讲，涉及自动判断和修正坯料的位置的加热炉的过程跟踪自动修正方法。

背景技术

[0002] 加热炉是轧钢生产的重要设备，为后工序提供连续不断的高温坯料。加热炉具有容量大，按照工艺要求快速加热等特点。当前所使用的加热炉，一般能够同时容纳几十甚至上百块坯料，采用燃烧控制模型对坯料进行自动加热。对于加热炉的坯料，通过跟踪来获得坯料的位置信息。跟踪作为控制技术的基础，只有严格保证跟踪准确或跟踪的位置在误差范围内，才能保证控制精度、生产安全、产品质量。加热炉内坯料多，只有对每块坯料定位准确，才能保证燃烧控制模型的预报精度及控制调整的准确性。由于装钢机、步进机等设备本身的系统误差及保护导致误差的大量及长时累计，因此出现坯料实际跟踪与计算跟踪偏差超出误差允许范围的问题，导致显示的坯料的位置与实际位置不相符，由此导致坯料加热质量下降。

[0003] 而传统的加热炉的跟踪修正方式，都是在出现明显跟踪错误时，由人工手动调整部分或是全部坯料的跟踪位置，这不可避免出现调整不及时，或是超调等，同时也增加了人工劳动强度，而另一方面，也影响了产品的加热质量。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了自动判断和修正坯料在加热炉内的位置的加热炉的过程跟踪自动修正方法。

[0005] 根据本发明实施例的一种加热炉的过程跟踪自动修正方法，包括如下步骤：在步进梁移动一个步距后，获得步进梁步距、激光检测标志、激光检测后坯料的溢出量；基于获得的步进梁步距更新坯料在加热炉内的位置；基于所述激光检测标志、所述激光检测后坯料的溢出量和更新后的坯料的位置，确定是否需要对坯料的位置进行跟踪修正，当Lmin小于Lj且激光检测标志等于0时，按如下的等式对加热炉内的坯料的位置进行跟踪修正，L’＝L+(Lj-Lmin)×(Lmax-L)/(Lmax-Lmin)，当Lmin大于Lj且激光检测标志等于1时，按如下的等式对坯料的位置进行跟踪修正，L’＝L+(Lj-Ly-Lmin)×(Lmax-L)/(Lmax-Lmin)，其中，Lmax和Lmin分别表示在更新后的坯料的位置中离出钢端最远和最近的坯料的位置，L为更新后的坯料的位置，L’为经过跟踪修正后坯料的的位置，Ly为激光检测后坯料的溢出量，Lj为定位激光器与出钢端的距离。

[0006] 另外，当Lmin小于Lj、激光检测标志等于0，且|Lj-Lmin|大于预定的位置偏差限时，对坯料的位置进行跟踪修正，当Lmin小于Lj、激光检测标志等于0，而|Lj-Lmin|小于所述预定的位置偏差限时，不对坯料的位置进行跟踪修正。

[0007] 另外，当Lmin大于Lj、激光检测标志等于1，且|Lj-Ly-Lmin|大于预定的位置偏差限时，对坯料的位置进行跟踪修正，当Lmin大于Lj、激光检测标志等于1，而|Lj-Ly-Lmin|小于位置偏差限时，不对坯料的位置进行跟踪修正。

[0008] 如上所述，通过对加热炉步进梁每次步进后的坯料位置进行适时判断，消除了误差累计，保证加热炉内的跟踪正常，使得建立在跟踪基础上的燃烧模型坯料温度计算及炉温决策的精度，提升了加热坯料的温度质量，保证了轧制稳定和最终产品性能。

附图说明

[0009] 图1的(a)和(b)示出坯料的实际位置大于理论位置而需要超前跟踪修正的情况；

[0010] 图2的(a)和(b)示出坯料的实际位置小于理论位置而需要滞后跟踪修正的情况；

[0011] 图3为根据本发明实施例的加热炉的过程跟踪自动修正方法的流程图。

具体实施方式

[0012] 现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

[0013] 在以下的描述中，除非另有描述，坯料位置指的是坯料与加热炉的出钢端之间的距离。

[0014] 加热炉内的跟踪异常一般有两种情况。参照图1，一种情况是坯料的实际位置大于理论位置。也就是说，设置于出钢端的定位激光器没有检测到坯料(参照图1的(a))，但是通过计算获得的结果表示坯料已经到位(即，至少一个坯料已经过了所述定位激光器，参照图1的(b))。对于这种情况，需要对坯料的计算的位置进行超前跟踪修正，使计算的位置与实际位置相符。

[0015] 参照图2，另一种情况是坯料的实际位置小于理论位置。也就是说，设置于出钢端的定位激光器检测到坯料(参照图2的(a))，但是通过计算获得的结果表示坯料没有到位(即，没有坯料经过所述定位激光器，参照图2的(b))。对于这种情况，需要对理论计算的坯料的位置进行滞后跟踪修正，使计算的位置与实际位置相符。

[0016] 以下，将参照图3来描述根据本发明实施例的加热炉内过程跟踪自动修正方法。

[0017] 在步骤301中，在步进梁移动一个步距之后，获得步进梁步距BL、激光检测标志FLAG、激光检测后坯料的溢出量Ly。

[0018] 这里，步进梁步距BL表示步进梁的一个步距的长度。如本领域所公知的，加热炉包括用于控制步进梁的移动的步进梁控制器。可从该步进梁控制器获得步进梁步距BL。这里，步进梁步距BL一般为550mm，但不限于此。步进梁控制器可根据需要改变步进梁一步所移动的距离。

[0019] 当设置于加热炉的出钢端附近的定位激光器(参照图1和图2)检测到坯料时，激光检测标志FLAG为1，否者激光检测标志FLAG为0。

[0020] 激光检测后溢出量Ly指的是坯料从定位激光处凸出的长度，即，从定位激光检测到坯料到步进梁的移动停止期间坯料所移动的距离(或步进梁所移动的距离)。

[0021] 在步骤302中，基于获得的步进梁步距BL，更新坯料的位置。即，将坯料的位置与步进梁步距BL相加来更新坯料的位置。

[0022] 这里，坯料的位置指的是坯料与出钢端的距离。

[0023] 在步骤303中，基于步进梁步距BL、激光检测标志FLAG、激光检测后溢出量Ly和更新后的坯料的位置，确定是否需要对坯料的位置进行修正。

[0024] 在步骤303确定需要进行修正时，在步骤304对坯料的位置进行修正。

[0025] 以下，详细描述对坯料的位置进行修正的方法。

[0026] 在更新后的坯料的位置中，离出钢端最远和最近的坯料的位置分别为Lmax和Lmin，定位激光器与出钢端的距离为Lj。

[0027] 当Lmin小于Lj且激光检测标志FLAG等于1或者Lmin大于Lj且激光检测标志FLAG等于0时，表示更新后的坯料的位置(即，位置的计算结果)与实际位置相符，因此不需要对坯料的位置进行修正。

[0028] 当Lmin小于Lj且激光检测标志FALG等于0时，坯料的位置的计算结果表示至少一个坯料已经过了设置于出钢端的定位激光器，而定位激光器没有检测到坯料。此时，需要对坯料的位置进行超前跟踪修正。

[0029] 按如下的等式(1)对坯料的位置进行超前跟踪修正。

[0030] L’＝L+(Lj-Lmin)×(Lmax-L)/(Lmax-Lmin) (1)

[0031] 其中，L为更新后的坯料的位置，L’为经过超前跟踪修正后的坯料的位置。

[0032] 这里，为了减少跟踪修正的次数，还可通过比较当前加热炉内的坯料的位置偏差(即，|Lj-Lmin|)与预设置的位置偏差限来确定是否需要进行超前跟踪修正。即，当步进梁步距BL不等于零、Lmin小于L、激光检测标志FLAG等于0且|Lj-Lmin|大于位置偏差限时，按公式(1)对坯料进行超前跟踪修正；而当步进梁步距BL不等于零、Lmin小于L、激光检测标志FLAG等于0，而|Lj-Lmin|小于位置偏差限时，对坯料不进行跟踪修正。这里，可根据跟踪修正的精度来设置位置偏差限，且所述位置偏差限要小于步进梁步距，例如，小于步进梁步距的十分之一。

[0033] 这里，基于等式(1)修正的离出钢端最近的坯料的位置L’等于Lj，即，进行超前修正之后，第一块坯料(即，离出钢端最近的坯料)的位置与定位激光器的的位置相同。如本领域技术人员所公知的，板坯的宽度一般要大于(或，远大于)步进梁步距，因此上述结果表示第一块坯料的位置被修正为无限接近定位激光器的位置，而不是等于定位激光器的位置，从而防止了超调，可更加快速和稳定地修正坯料的位置。

[0034] 当Lmin大于Lj且激光检测标志FLAG等于1时，坯料的位置的计算结果表示没有坯料经过了设置于出钢端的定位激光器，而定位激光器检测到坯料。此时，需要对坯料的位置进行滞后跟踪修正。

[0035] 按如下的等式(2)对坯料的位置进行滞后跟踪修正。

[0036] L’＝L+(Lj-Ly-Lmin)×(Lmax-L)/(Lmax-Lmin) (2)[0037] 其中，L为更新后的坯料的位置，L’为经过超前跟踪修正后坯料的的位置，Ly为激光检测后溢出量。

[0038] 这里，与超前跟踪相似，为了减少跟踪修正的次数，还可通过比较|Lj-Ly-Lmin|与位置偏差限来确定是否需要进行滞后跟踪修正。即，当步进梁步距不等于0、Lmin大于L、激光检测标志等于1且|Lj-Ly-Lmin|大于位置偏差限时，按上述的等式(2)对坯料的文职进行滞后跟踪修正；而当步进梁步距不等于0、Lmin大于L、激光检测标志等于1且|Lj-Ly-Lmin|小于位置偏差限时，对坯料的位置不进行跟踪修正。

[0039] 由于较后装载到加热炉的坯料(即，离出钢端较远的坯料)在加热炉内运行的时间短，所以相对较早装载到加热炉的坯料(即，离出钢端较近的坯料)，受到系统误差和设备误差的影响小，因此对这些坯料需要的跟踪修正值也相对小，或者不需要修正(例如，对于最后装载到加热炉的坯料)。等式(1)和等式(2)的计算结果也与之相符，[0040] 在步骤303中确定不需要对坯料进行修正时，在步骤305，对坯料不进行修正。

[0041] 此外，根据本发明的另一实施例，为了便于计算和使用，可根据加热炉内的坯料位置建立数组后进行跟踪修正。

[0042] 以下，结合示例详细描述本发明的加热炉内过程跟踪自动修正方法。

[0043] 假设一加热炉内装有10块坯料，且加热炉内的坯料的最大位置Lmax＝13050mm、最小位置Lmin＝2050mm、定位激光到出钢端的距离Lj＝1750mm，当前步进梁步距BL＝550mm。此外，将位置偏差限设置为40mm，加热炉内的坯料位置如表1所示。

[0044] 表1坯料位置

[0045]

[0046]

[0047] 创建坯料的位置数组dis[n]。n是动态值，根据加热炉内的实际坯料的的数量而动态变化。由于目前加热炉内的坯料数位10，因此n＝10，位置数组为dis[10]。这样，可有如表2所示的根据位置数组分配位置。

[0048] 表2根据位置数据的位置表

[0049]

[0050] 获得步进梁步距BL＝550mm，激光检测标志FLAG＝0以及激光检测后溢出量Ly＝0。

[0051] 根据获得的步进梁步距更新坯料的位置，可使用如下的更新等式来对位置进行更新。

[0052] dis[n]＝dis[n]-BL。

[0053] 如此获得的更新的坯料的位置如表3所示。

[0054] 表3更新后的坯料位置

[0055]

[0056] 此时，Lmin＝1500mm＜Lj＝1750mm，FLAG＝0，且|Lj-Lmin|＝0.25＞位置偏差限＝40mm，因此，需要根据等式(1)进行超前跟踪修正。

[0057] 根据等式(1)，第一块坯料的超前跟踪修正后的位置为

[0058] dis[0]＝1.5+(1.75-1.5)×(12.5-1.5)/(12.5-1.5)＝1.75m

[0059] 同样，根据等式(1)，计算其它坯料的位置，其位置如表4所示。

[0060] 表4超前跟踪修正后的位置

[0061]

[0062]

[0063] 通过对加热炉步进梁每次步进后的坯料位置数据进行适时判断，消除了误差累计，保证炉内跟踪正常，使得建立在跟踪基础上的燃烧模型坯料温度计算及炉温决策的精度，提升了加热坯料的温度质量，保证了轧制稳定和最终产品性能。

[0064] 虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。