Entwicklung eines Modells für die Stahlband-Produktionssteuerung

In diesem Projekt wurde ein Prozessdatensystem für einen Short-Stroke-Controller (SCC) für die Steuerung der Breite von industriell hergestellten Stahlbändern entwickelt.

Das Erreichen der für die Modelle festgelegten Hauptziele erforderte die Klärung des Zusammenhangs zwischen verschiedenen nichtlinearen Parametern und Abmessungsdaten aus Betriebsabläufen der Stahlherstellung. Das Ergebnis war ein Modell mit fortschrittlichen Verfahren für einen speziellen Daten-Sortieralgorithmus sowie einem Störgrößen-Prozessdatenverfahren zur Plausibilitätsprüfung.

Grundlage des Modells war ein Software-Tool auf der Basis der Toolbox SOM (Self-Organising Map). Dieses Tool wurde anschließend mit dem SCC kombiniert, was zu vielfältig einsetzbaren Modellen führte, die physikalisch plausibel und für eine praktische Nutzung geeignet sind. Daher lassen sich die Modelle an verschiedene Hüttenwerke mit unterschiedlich konfigurierten Vorwalzstufen und Walzgutdurchgängen anpassen.

Dazu berechnet der SOM-Algorithmus die Zuordnung der Maßhaltigkeitsdaten durch elementare Vorverarbeitungs-, Lern- und Visualisierungsroutinen. Dabei werden Maßhaltigkeitsdaten in einfache geometrische Zustände umgewandelt, anhand derer die Computermodelle die realen Beobachtungen beschreiben können.

Wie bereits durchgeführte Experimente gezeigt haben, schafft eine langfristige Online-Anwendung unter Verwendung zahlreicher neuronaler Netze bedeutende Verbesserungen bei der Vorabberechnung der Rollenkräfte im Feinwalzdurchgang. Zu den neuen SSC-Funktionen gehören robuste Verfahren zur Controller-Inbetriebnahme, verschiedene technologische Aspekte beim Walzen und die Unabhängigkeit von der Zahl der Walzgutdurchgänge.

Dieses SSC-System wurde bereits im Walzwerk Rautarruukki Raahe unter Einbeziehung des dort vorhandenen Automatisierungs- und Prozesssteuerungssystems des Vorwalzwerkes implementiert. Die in diesem Walzwerk erzielten Ergebnisse zeigten, dass die Genauigkeit der Steuerung tatsächlich geringer als in den experimentellen Modellen war. Die Entwickler sind jedoch davon überzeugt, dass dieses Modell zur Breitensteuerung nach einer Implementierung in einem Walzwerk nach dem neuesten Stand der Technik sein volles Potenzial entfalten wird.

Kontakt:

Rautaruukki Oy
Raahe Steel Research Centre
155 Rautaruukintie
PO Box 93, 92101 Raahe, Finland
Pekka Maentylae
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Email: pekka.mantyla@rautaruukki.fi