[0001] 本发明涉及冶金冷轧过程控制系统鞍座钢卷跟踪，具体涉及一种冷轧过程控制系统出入口鞍座钢卷跟踪方法及系统。

[0002] 冶金冷轧过程控制系统是冷轧生产线自动控制不可缺少的一个系统，出入口鞍座钢卷跟踪是其中一个重要功能，用于动态显示各鞍座当前钢卷占位状态和钢卷号。一般的实现方法是：在过程控制系统监控画面根据产线实际生产情况，操作工手动设置各鞍座当前钢卷号，跟踪效率低；或者只设置部分鞍座当前钢卷号，根据基础自动化系统(PLC)提供的其它传感器数据(如鞍座占位光电信号、钢卷小车移动位置等)进行分析处理，跟踪准确性并不高。

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 参照图1，为本发明实施例提供的一种冷轧过程控制系统出入口鞍座钢卷跟踪方法，所述方法包括：

[0038] 步骤1，建立坐标系，标定各鞍座在坐标系中的位置区间；

[0039] 步骤2，实时采集钢卷小车移动位置；

[0040] 步骤3，基于钢卷小车移动位置以及鞍座位置区间，获取钢卷移动的源鞍座和目标鞍座，进行钢卷移动轨迹跟踪。

[0041] 下面以三个鞍座为例，对本发明进行具体说明，开卷机和卷取机鞍座位置分布如图2所示，箭头方向表示生产时钢卷移动方向，整个过程包括：

[0042] 坐标系标定：根据钢卷移动方向沿钢卷小车轨道建立坐标系，并标定各鞍座所在位置区间，按鞍座编号依次记为[S1min,S1max]、[S2min,S2max]、[S3min,S3max]，开卷机和卷取机记为[S0min,S0max]。

[0043] 钢卷小车位置缓存：通过基础自动化系统(PLC)在小车移动时会根据坐标系实时更新小车位置，服务端按照一定采集周期采集出入口钢卷小车的移动位置，并在一定时间范围内进行缓存，考虑到实际生产时小车运行速度和轨道长度，以及跟踪具有一定实时性要求，采集周期通常为1秒，缓存时间范围为分钟级，如30分钟，每个位置记为键值对(time,site)，其中time以秒为单位。

[0044] 鞍座占位信号缓存：在每个鞍座占位信号发生变化时进行记录并缓存，占位信号记为(time,signal)，其中time以秒为单位，signal为0或者1，分别表示无信号和有信号。

[0045] 鞍座状态更新：鞍座根据是否有占位信号和钢卷号，分为四种状态：有信号有卷号，有信号无卷号，无信号无卷号，无信号有卷号。钢卷在鞍座之间移动时，跟踪系统需要根据实际情况实时更新鞍座状态并更新跟踪画面。

[0046] 钢卷移动轨迹监测：钢卷在鞍座之间移动，就是源鞍座状态从有信号有卷号变成无信号无卷号，目标鞍座状态从无信号无卷号变成有信号有卷号。

[0047] 源鞍座信号丢失时，源鞍座占位信号记为(time1,0)，卷号记为coil，服务端缓存，同时，服务端清空PLC源鞍座卷号点位数据，客户端更新跟踪画面数据。

[0048] 目标鞍座信号获得时，目标鞍座占位信号记为(time2,1)，服务端缓存。同时客户端更新跟踪画面数据。

[0049] 确定潜在钢卷移动鞍座位置集合：

[0050] 根据time1和time2，可确定钢卷进入和离开鞍座的时间区间，钢卷刚进入目标鞍座的时间区间dstTZone可记为[time2,time2+dt]，钢卷刚离开源鞍座的时间区间srcTZone可记为[time1‑dt,time1]，其中，dt为时间长度，以秒为单位，可根据小车移动速度快慢模式进行取值，快速模式下dt值应该比慢速模式大，由于小车可能跨鞍座进行移动，所以dt不能取得太小，一般应大于10秒。

[0051] 根据缓存中小车位置键值对(time,site)，即小车在time时间对应的区间site，查找时间区间对应小车位置集合。dstTZone对应位置集合按照时间顺序为dstSSet:[dstSite1,dstSite2…,dstSiteN]，srcTZone对应位置集合按照时间顺序为srcSSet:
[srcSite1,dstSite2…,srcSiteN]。其中：dstSite1为time2时刻的位置，dstSiteN为time2+dt时刻的位置；srcSite1为time1‑dt时刻的位置，srcSiteN为time1时刻的位置，据此可确定潜在钢卷移动鞍座位置集合。

[0052] 移动源/目标鞍座匹配模块：

[0053] 将潜在鞍座位置集合srcSSet、dstSSet分别与已标定鞍座位置区间[S1min,S1max]、[S2min,S2max]、[S3min,S3max]依次进行比较。例如，取srcSSet集合中每个时刻的位置site，判断site是否在[S1min,S1max]中，并进行计数，即若S1min<＝site<＝S1max,则计数器count加1；满足要求的位置占比rao＝count/totalCount，如果rao>＝threshold，则认为该鞍座位置集合代表的鞍座就是钢卷移动过程中的占位鞍座。其中：totalCount是srcSSet集合元素个数，threshold是阈值。由于钢卷小车可能跨鞍座进行移动，或者钢卷被直接吊走，因此threshold不应过小，一般可设为0.4‑0.5。

[0054] 上述满足rao>＝threshold要求的srcSSet代表的鞍座就是钢卷移动过程中的源鞍座，dstSSet代表的鞍座就是钢卷移动过程中的目标鞍座，源鞍座上的钢卷coil移动到目标鞍座上。

[0055] 确定钢卷移动的源鞍座、目标鞍座和钢卷coil后，服务端据此更新缓存，同时，服务端将PLC上源鞍座卷号点位数据清空，目标鞍座卷号点位数据更新为coil，客户端也更新相应跟踪画面数据。

[0056] 作为本发明的另一实施例，还提供一种冷轧过程控制系统出入口鞍座钢卷跟踪系统，其特征在于，所述系统包括：配置模块、数据采集模块以及轨迹跟踪模块；

[0057] 所述配置模块用于建立坐标系，标定各鞍座在坐标系中的位置区间；

[0058] 所述数据采集模块用于实时采集各鞍座的占位信号，以及钢卷小车移动位置；

[0059] 所述轨迹跟踪模块用于基于各鞍座的占位信号、钢卷小车移动位置以及鞍座位置区间，获取钢卷移动的源鞍座和目标鞍座，进行钢卷移动轨迹跟踪。

[0060] 其中，配置模块包括还包括基础自动化系统各PLC设备信息：设备类型、网络连接参数、采集协议参数等。入口和出口各鞍座的光电占位信号、钢卷小车水平移动位置、钢卷号寄存器点位信息:点位编号、寄存器类型、数据块号、字节地址、位地址、数据类型、数据单元长度、读写模式、采集周期等。还有过程控制系统服务端网络连接参数。操作工在过程控制系统客户端配置界面完成配置，进行保存后将配置信息保存到系统数据库中。

[0061] 数据采集模块与PLC设备建立网络连接，按照一定周期定时采集鞍座跟踪点位数据：出入口鞍座占位信号、钢卷小车移动位置、鞍座卷号等数据；将客户端下发的入口鞍座钢卷号、卷取机卸卷到的出口鞍座钢卷号进行缓存，并写入PLC设备点位数据中。

[0062] 另外，系统还包括：

[0063] 入口鞍座远端上卷模块：

[0064] 冶金冷轧生产线入口通常有一个或者两个开卷机，每个开卷机前三个鞍座。生产前，天车按照生产计划先将待生产钢卷吊运到某个开卷机前最远端的鞍座，后续通过控制钢卷小车沿小车轨道将钢卷依次运送到离开卷机最近的鞍座。当天车完成吊运后，操作工在过程控制系统客户端鞍座钢卷跟踪监控画面，从生产计划钢卷号列表中选择相应钢卷号、鞍座列表框中选择天车吊运的鞍座号，然后点击入口鞍座上卷按钮，将鞍座号及钢卷号信息通过报文发送到过程控制系统服务端，服务端收到后进行缓存，并根据PLC对应的鞍座钢卷号点位配置，将数据写到PLC寄存器点位中，据此作为入口鞍座钢卷跟踪的初始值。

[0065] 出口鞍座近端卸卷模块：

[0066] 冶金冷轧生产线出口卷取机前有三个鞍座，距离卷取机由远及近分别是称重鞍座、打捆鞍座、吊运鞍座。钢卷经过卷取机完成卷曲后，操作工控制出口钢卷小车运行到卷取机近端然后小车垂直升高到预设位置，将钢卷从卷取机卸下到钢卷小车上，小车移动到称重鞍座后将钢卷卸下到鞍座上。钢卷从卷曲机卸后，基础自动化系统产生卸卷信号，且过程控制系统线上跟踪单元已记录卸卷卷号；鞍座上卷后也会产生鞍座占位信号；沿小车运行轨道方向事先已经进行了坐标标定，各鞍座所在位置已确定，服务端可采集到小车运行位置数据。根据上述信号、小车在称重鞍座的停留位置、卸卷卷号，服务端可确定称重鞍座上的卷号，将鞍座号和卷号进行缓存，并根据PLC对应的鞍座钢卷号点位配置，将数据写到PLC寄存器点位中，据此作为出口鞍座钢卷跟踪的初始值。

[0067] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。