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机器视觉与智慧轧钢的深度融合—北科工研为鞍钢2150产线提供粗轧镰刀弯测控系统

单位(作者):工研院 | 来源:本站原创 | 更新时间:2021-08-09 | 点击数:

1. 项目背景——冶金行业智能化升级

在“中国制造2025”背景下,钢铁企业向着智能工厂不断转型升级,远程化、集中化、少人化、一键式的智能控制技术,正在快速替代传统人工频繁干预操作的工作方式,形成逐渐清晰明确的智能工厂新模式。

热连轧生产过程中的粗轧中间坯镰刀弯、翘扣头以及精轧机架间跑偏问题,严重影响生产稳定性与产品尺寸精度,且长期以来缺少相应的检测仪表和闭环控制系统,生产过程依赖人工进行干预调整,操作负担重,且效果难以保证,不但是行业共性痛点与难点问题,而且还制约着面向远程、集控、少人化智能工厂的推进。

北科工研智能测控团队,依托北京科技大学仪器仪表、机械工程、材料加工、控制工程等优势学科,经过多年的持续研发攻关与工业现场实践迭代,打造出融合“视觉检测-机理模型-深度学习”的镰刀弯、翘扣头以及精轧跑偏在线检测与机理数据联合驱动的智能控制系统,可以提供常规热连轧粗轧翘扣头、镰刀弯、精轧机架间跑偏的自动检测与控制的全套解决方案,站在了智能轧钢技术的发展前沿。

2. 技术介绍——热轧工序板带运行非对称测控技术

热连轧运行非对称测控技术,包括粗轧中间坯镰刀弯、翘扣头以及精轧机架间跑偏的在线检测与自动控制系统,总体方案如图所示。

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其中,镰刀弯与翘扣头检测仪表,可根据现场条件灵活布置于粗轧机的入口或者出口;精轧机架间跑偏检测仪表,也可以根据监控要求选择安装机架。检测仪表人机界面放置于操作台,用于实现非对称运行状态的人工监控与操作支持。

粗轧中间坯翘扣头、镰刀弯、精轧机架间带钢跑偏测控技术的综合应用,可有效减少生产过程甩尾、轧破、堆钢事故的发生概率,减小产品楔形,大幅减轻人员操作负担。以某板带热轧企业为例,非对称测控技术配合产线数学模型的优化改进,可使粗轧每个班组1岗2人,精轧1岗4人优化为粗轧0岗0人,精轧1岗3人(其中1人兼顾粗轧异常情况),轧制区域4个班组共可优化12人,极大提升企业劳动效率。

3. 项目介绍——鞍钢粗轧镰刀弯测控系统

近日,北科工研与鞍钢股份有限公司签订了“鞍钢2150产线粗轧镰刀弯测控系统”项目,通过在粗轧机入口、出口设置中间坯镰刀弯检测与自动控制系统,实现对粗轧中间坯镰刀弯的在线检测、质量判定分析和粗轧机自动调平控制功能。该系统将有效提升鞍钢2150热连轧生产过程与产品质量的稳定性,助力产线的智能化升级。

该测控系统具有如下特点:

●  利用高清工业相机在线连续拍摄中间坯图片;

●  在粗轧机架前后布置,实现全部道次中间坯镰刀弯的精确识别与获取;

●  实时检测结果显示、缺陷预警与在线质量判定分析;

●  基于金属三维变形的机理模型与基于数据驱动的人工智能模型融合的镰刀弯自动控制模型。

目前,作为引领行业的国产化自主知识产权技术,该系统已在首钢、马钢、邢台德龙等企业实现5套应用业绩,助推企业产线智能化升级的步伐,助力我国轧钢生产智能制造整体水平的不断向前迈进。

(图片:工研院)

(责编:高晨萱)