一種基于帶鋼重量的熱鍍鋅成品卷剪切優(yōu)化方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明屬于熱鍍鋅生產(chǎn)控制技術領域，特別涉及一種基于帶鋼重量的熱鍍鋅成品 卷剪切優(yōu)化方法。
【背景技術】
[0002] 熱鍍鋅生產(chǎn)是將除銹后的帶鋼浸入融化的鋅液中，使帶鋼表面附著鋅層，從而起 到防腐的目的，是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業(yè)的金屬結構設施上。熱鍍鋅生 產(chǎn)是連續(xù)的生產(chǎn)過程，在生產(chǎn)線的頭部通過焊機將成卷的帶鋼焊接成為一體進行生產(chǎn)。出 口帶鋼在完成鍍層、矯直，鈍化等一系列生產(chǎn)過程后，通過卷取機完成成卷卷取，在卷取后 需要根據(jù)生產(chǎn)工藝和合同的要求進行成品卷剪切，完成鋼卷的生產(chǎn)。
[0003] 通常在按重量或定長進行成品卷剪切時，未考慮到生產(chǎn)過程中帶鋼的整體狀況， 只是簡單的滿足了成品卷的剪切要求，由此可能會造成帶鋼剪切設定不合理，不能有效利 用帶鋼，造成帶鋼的浪費，降低產(chǎn)品的成材率。為了提高成品卷剪切時帶鋼的成材率，需要 在帶鋼成卷剪切時進行帶鋼剪切優(yōu)化設定計算。并根據(jù)工藝和合同要求控制成品卷中焊縫 的數(shù)量，與鋼卷重量共同控制剪切設定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種基于帶鋼重量的熱鍍鋅成品卷剪切優(yōu)化方法，在原有控 制系統(tǒng)剪切設定中增加優(yōu)化設定計算過程，如圖1所示，實現(xiàn)帶鋼成品卷剪切的優(yōu)化設定， 提高產(chǎn)品的成材率。并根據(jù)工藝和合同要求控制成品卷中焊縫的數(shù)量，與鋼卷重量共同控 制剪切設定。
[0005] 優(yōu)化剪切過程計算步驟：
[0006] 步驟一、設定計算過程觸發(fā)：設定計算過程通過基礎自動化（L1)系統(tǒng)信號進行觸 發(fā)，當帶鋼頭部或焊縫從出口區(qū)進入成品卷時觸發(fā)設定計算過程；
[0007] 步驟二、焊縫信息確定：
[0008] 當生產(chǎn)線上沒有焊縫時，結束進行焊縫信息的確定；
[0009] 當生產(chǎn)線上存在焊縫時，從出口區(qū)向入口區(qū)對各分區(qū)進行焊縫信息確定，記錄已 查找到的焊縫數(shù)量，并確定焊縫是否為第一個查找到的焊縫，計算確定從卷取機到出口剪 前第一條焊縫的帶鋼長度；
[0010] 根據(jù)焊縫前后帶鋼的狀態(tài)，確定焊縫是否為禁止進入成品卷的焊縫，如果焊縫為 禁止進入成品卷的焊縫，計算得到此焊縫位置的帶鋼長度，結束焊縫判斷過程；
[0011] 步驟三、計算用于剪切優(yōu)化設定計算的帶鋼重量，計算流程如圖3所示。
[0012] 根據(jù)步驟二確定的焊縫信息，由卷取機到出口剪前第一條焊縫處帶鋼長度，并根 據(jù)帶鋼的寬度、厚度和密度計算得到此段帶鋼的重量；
[0013] 根據(jù)設定的鍍層鍍鋅量，計算得到該段帶鋼所需鍍鋅的重量，由此計算得到從卷 取機到出口剪前第一條焊縫處完成鍍鋅后帶鋼的重量；
[0014] 所需鍍鋅重量計算公式為：
[0015] ffeightZn=ffsteelXLsteelX(Coattop+Coatbotton)
[0016] 式中：WeightZn-帶鋼表面鍍鋅層重量；
[0017] Wsteel-帶鋼寬度；
[0018] LsW-帶鋼長度；
[0019] Coattop-帶鋼上表面單位面積目標鍍鋅重量；
[0020] Coatbcittoni-帶鋼下表面單位面積目標鍍鋅重量；
[0021] 判定生產(chǎn)線上是否存在禁止進入成品卷的焊縫，如果存在，由步驟二中確定的從 卷取機到禁止進入成品卷焊縫處的帶鋼長度，計算帶鋼的重量，并計算所需鍍鋅層重量，由 此計算得到用于剪切優(yōu)化設定計算過程的帶鋼重量。完成帶鋼重量計算過程；
[0022] 當生產(chǎn)線上不存在禁止進入成品卷的焊縫時，根據(jù)生產(chǎn)中所用的開卷機，計算得 到開卷機上帶鋼完成生產(chǎn)時鍍鋅后的帶鋼重量，并增加一個焊縫數(shù)量。繼續(xù)判定未使用的 開卷機、鋼卷準備站和數(shù)據(jù)庫中同一生產(chǎn)計劃、相同規(guī)格產(chǎn)品的帶鋼，并計算得到完成鍍鋅 后可用于剪切優(yōu)化設定計算的帶鋼總重量；
[0023] 步驟四、剪切優(yōu)化設定計算過程，計算流程如圖4所示。
[0024] 帶鋼重量判定，當步驟三中計算得到的由卷取機到出口剪前第一條焊縫處的帶鋼 重量小于成品卷最小允許重量時，首先判定出口剪前焊縫是否為禁止進入成品卷內(nèi)的焊 縫，如果焊縫為禁止進入成品卷焊縫，剪切設定為在焊縫處，結束剪切設定；如果焊縫可以 進入成品卷，繼續(xù)判定焊縫數(shù)量是否達到最大允許數(shù)量，當焊縫數(shù)量大于最大允許數(shù)量時， 剪切設定在焊縫處，結束剪切設定；
[0025] 當步驟三中計算得到的由卷取機到出口剪前第一條焊縫處的帶鋼重量位于目標 成品卷重最小重量和最大重量之間時，判定出口剪前焊縫是否為禁止進入成品卷焊縫，如 果是，則剪切設定在焊縫處，剪切設定結束；如果焊縫不是禁止進入成品卷的焊縫，則繼續(xù) 判定焊縫數(shù)量是否等于成品卷最大允許焊縫數(shù)，如果焊縫數(shù)達到了最大值，則剪切設定在 焊縫處，剪切設定結束，否則繼續(xù)；
[0026] 根據(jù)步驟三中計算得到的可用于剪切優(yōu)化設定計算帶鋼重量循環(huán)計算確定帶鋼 重量可以切分的卷數(shù)N，當存在N值使得帶鋼重量平均分為N卷，每卷帶鋼重量位于成品卷 最小重量與最大重量之間，剪切設定為按重量剪切，每卷帶鋼重量為計算結果；
[0027] 如果不存在N值使得卷重滿足成品卷要求時，繼續(xù)進行帶鋼重量判定，如果帶鋼 重量大于成品卷目標卷重時，剪切設定為按帶鋼重量剪切，剪切重量為成品卷目標卷重；如 果帶鋼重量小于成品卷目標卷重，則剪切位置設定在出口剪前焊縫處；
[0028] 在完成剪切設定后繼續(xù)對剪切位置與焊縫位置進行判定，當剪切位置與焊縫位置 之間的帶鋼長度小于設定值時，將剪切位置修改在焊縫處，結束剪切設定。
[0029] 完成剪切過程設定參數(shù)的計算，將設定參數(shù)通過過程自動化系統(tǒng)下發(fā)到基礎自動 化系統(tǒng)。
[0030] 本發(fā)明特征在于：
[0031] 1)在鍍鋅生產(chǎn)剪切設定中增加剪切優(yōu)化設定計算過程，降低由于剪切設定不合理 而造成帶鋼的浪費。在剪切設定計算中根據(jù)帶鋼重量，以成品卷目標卷重要求為控制條件 進行剪切優(yōu)化設定。
[0032] 2)在完成剪切優(yōu)化設定計算后，確定剪切設定位置和焊縫位置之間的距離，當剪 切設定位置和焊縫位置之間距離小于設定值時，將剪切位置修改到焊縫處。
[0033] 3)在計算帶鋼重量時考慮其中存在的焊縫數(shù)，當焊縫數(shù)到達設定的成品卷中允許 焊縫數(shù)時結束帶鋼重量的計算，由此可以實現(xiàn)成品卷中焊縫數(shù)量的控制。
[0034] 本發(fā)明的有益效果在于：提出一種可行的鍍鋅生產(chǎn)成品卷剪切優(yōu)化設定計算方 法。在進行剪切設定時，根據(jù)帶鋼的重量，綜合考慮焊縫情況，結合目標成品卷的要求進行 剪切優(yōu)化設定計算，通過優(yōu)化計算獲得合理的剪切設定值，降低由于剪切不合理造成產(chǎn)品 的浪費，提高產(chǎn)品成材率。并根據(jù)工藝和合同要求控制成品卷中焊縫的數(shù)量，與鋼卷重量共 同控制剪切設定。
【附圖說明】
[0035] 圖1為剪切設定過程流程圖
[0036] 圖2為生產(chǎn)線功能分區(qū)示意圖，圖中，1一鋼卷準備站，2-開卷機，3-入口剪，4一 焊機，5-入口活套，6-清洗裝置，7-加熱爐，8-冷卻裝置，9一鋅鍋，10-光整機，11 一矯 直機，12-出□活套，13-涂油裝置，14一出□剪，15-卷取機
[0037] 圖3為帶鋼重量計算流程圖
[0038] 圖4為優(yōu)化設定計算過程流程圖
【具體實施方式】
[0039] 本發(fā)明是在常規(guī)剪切設定中增加剪切優(yōu)化設定計算過程。在進行成品卷剪切設 定時，綜合考慮生產(chǎn)中成品卷對焊縫數(shù)、成品卷卷重等要求，進行成品卷剪切過程的優(yōu)化計 算，從而在滿足工藝和合同的要求下提高生產(chǎn)成材率。
[0040] 剪切優(yōu)化設定過程具體步驟為：
[0041] (1).設定計算過程通過基礎自動化（L1)系統(tǒng)信號進行觸發(fā)，當帶鋼頭部或焊縫 從出口區(qū)進入成品卷時觸發(fā)設定計算過程；
[0042] (2).生產(chǎn)線上各分區(qū)內(nèi)焊縫信息確定：
[0043] 判定生產(chǎn)線上焊縫狀態(tài)，并確定出口剪前第一條焊縫所在位置，并計算從卷取機 到該焊縫處帶鋼的長度；
[0044] 判定生產(chǎn)線上是否存在禁止進入成品卷的焊縫，如果存在計算從卷取機到該焊縫 處帶鋼的長度。
[0045] (3) ·帶鋼重量計算；
[0046] 計算從卷取機到出口剪前第一條焊縫位置帶鋼的重量；
[0047] 計算用于剪切優(yōu)化設定計算的帶鋼重量。
[0048] (4) ·剪切優(yōu)化設定計算過程；
[0049] 以成品卷目標卷重要求為控制條件，循環(huán)計算獲得合理的分卷數(shù)量；
[0050] 確定設定剪切位置與焊縫位置之間的距離，當設定剪切位置與焊縫位置之間的距 離小于設定值時，將剪切位置調整到焊縫處。
[0051] (5).完成剪切過程設定參數(shù)的計算，將設定參數(shù)通過過程自動化（L2)系統(tǒng)下發(fā) 到基礎自動化（L1)系統(tǒng)。
[0052] 下面以國內(nèi)某熱鍍鋅生產(chǎn)線為例，詳細描述剪切設定及優(yōu)化設定計算過程。
[0053] 本實例中將生產(chǎn)線按照工藝功能分為入口區(qū)、入口活套區(qū)、清洗區(qū)、加熱爐區(qū)、涂 鍍區(qū)、光整區(qū)、張力矯直區(qū)、出口活套區(qū)和出口區(qū)9個功能分區(qū)，如圖2所示，從開卷機到入 口區(qū)之前帶鋼作為開卷機鋼卷處理，從出口區(qū)之后到卷取機帶鋼作為成品卷處理。
[0054] 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和客戶要求，將帶鋼中由不同生產(chǎn)計劃或鋼種、規(guī)格不同的帶 鋼焊接組成的焊縫作為禁止進入成品卷的焊縫處理；從卷取機逐步向生產(chǎn)線入口區(qū)統(tǒng)計焊 縫數(shù)量，當焊縫總數(shù)大于成品卷中允許的焊縫數(shù)時，此焊縫作為禁止進入成品卷的焊縫處 理，由此可以實現(xiàn)對成品卷中存在的焊縫數(shù)量的控制。成品卷中允許存在的焊縫數(shù)量根據(jù) 工藝或者客戶要求進行設定，本實例中設定成品卷中允許存在焊縫數(shù)量為1。
[0055] 本實例剪切優(yōu)化設定過程具體步驟為