[01271604]带钢高精度智能分选的分布式协同控制系统

本项目是武汉钢铁（集团）有限责任公司冷轧厂2004～2005年与武汉科技大学、武汉凯石特科技有限公司共同合作的技术攻关项目。

武钢冷轧厂镀锡2号剪分选系统，负责完成带钢生产线产品质量自动检测、筛选工作，将成、次材自动分垛，是自动化生产线的关键环节。

带钢分选系统工艺对系统的运行速度、带钢张力、分选精度、位置跟踪、落板姿态等有着十分严格的要求。

如何对原系统控制方式和控制设备进行改进，研制和开发融合光电检测、模糊控制、最优化理论、图像分析等多个学科的带钢分选分布式协同控制系统，从而提高系统的分选精度、运行速度和成材率，具有显著的社会效益和巨大的经济效益。

本项目技术要点如下：

1.设计并实现了高速带钢生产线中的分布式协同控制系统。该系统重点围绕多级速度调节、运动位置跟踪、磁吸落板控制、缺陷图像检测等关键技术进行了深入研究，提出了具有指导性意义的冶金过程智能控制方法，解决了光电测控技术、无损表面探伤、集散控制系统等一系列难题。

2.将基于最优化理论的自适应控制和基于专家知识的模糊控制结合起来，提出了基于速度、张力、功率等多变量的PID模糊控制策略，对分选系统的开卷段、工艺段、分选段等多级传动机构进行动态转矩补偿，解决了带钢分选高速运转同步的瓶颈问题。

3.首次提出了多级传动机构联动条件下的钢板非线性运动位置模型，采用自适应估计补偿策略，实现了对针孔、厚差、划痕等缺陷钢板的准确位置跟踪。

4.建立了包含重量、形状、线/角速度，电磁特性、动力学特性等因素的落板姿态数学模型，采用约束条件下的区间参数优化方法，成功实现了磁吸落板的智能动作，避免了高速运行成品板的相互划伤，提高了系统成材率。

5.通过数字图像采集设备，实现了高噪声、低对比度、纹理背景下的多缺陷目标快速检测，提出了自学习和强容错性分类器的设计方法，较好地解决了带钢表面缺陷无损检测的难题。

本项目投入使用两年以来，运行情况良好，经检验系统性能优良，完全达到设计要求。与原系统相比，改造后的新系统在速度、精度、和成材率方面都有一定的提高，可以在高速稳定运行情况下实现带钢的精确分选。

同时对原系统的人工目视抽检方式进行了全面改进，通过高精度工业摄像头，采集钢板的表面图像信号，实时判断钢板的表面划痕，有效保证了生产线的效率和产品质量。

由于提升了系统运行稳定性，减少了系统检修维护量，提高了系统运行速度和钢板成品率，产生了不可估量的经济效益和社会效益。

国内外查新结果表明，本项目达到了国际先进水平。