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宝钢初轧厂始建于1978年,拥有的Φ1350初轧机组在目前仍属世界先进水平,但随着连铸技术发展,初轧厂的年产量逐渐下降,为了不使这套投资巨大的设备闲置,在工程技术人员的努力下已经将其改造为可以生产各种规格板坯和方坯的成品轧机,改造为成品轧机后由于新钢种的增加和产品规格的变化,原有的轧制规程已经远远不能适应生产的需要,因此,对原有轧制规程的补充、整理和完善以使之科学化,系统化就成为非常迫切的问题。
由于宝钢的初轧机组是人-机联合控制且压下制度是整个轧制规程的核心,所以本文只针对压下制度进行了优化和离线仿真,通过离线仿真系统,不仅可以降低成本,减少事故,准确快捷的计算力能参数,直观显示不同参数设定对轧制规程的影响,而且可以采取适当的目标函数和优化算法,得到一定约束条件下的最优轧制规程,以减少能耗,提高生产效率,充分利用设备和提高产品的竞争力。同时,按照一定的规则将轧制规程进行分门别类的管理,也可以消除原来轧制规程冗余重复,杂乱无章和不易于管理的问题。
在轧制规程中进行负荷分配的方法有许多种。如经验分配法、能耗分配法、Newton-Raphson法、基于范例的推理方法(Case-BasedReasoning,简称CBR)等。优化单目标分配法包括等负荷分配法、等相对负荷分配法、能耗最小优化分配法。优化多目标分配法包括综合等负荷分配法、人工智能分配法。
考虑到初轧生产的特殊性,并结合一些文献中的研究成果,本文针对#1轧机和#2轧机的不同特点,采用了不同的优化方法,既:#1轧机主要是加工压下,采用单目标的等负荷函数法,以每道次电机的输出转矩相等为目标;#2轧机主要控制成品的规格精度且轧辊上孔型较多,以尽可能的利用孔型和保证成品的尺寸要求为目标。在进行优化运算时采用了动态规划和叠代循环两种方法,在使用时可以根据实际需要进行选取。
在实际生产过程中难免存在扰动,本文采用一种比较简单的方法,既将前一道次的扰动平均分配到以后各个道次去补偿,这样处理运算方便,而且对目标转矩的影响不至过大。本离线优化仿真程序较好的解决了宝钢初轧厂以往轧制规程中存在的问题,可以作为工程技术人员制定轧制规程时的辅助工具。