[发明专利]一种基于数字孪生的热连轧轧制过程监控预警方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的热连轧轧制过程监控预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：建立热连轧轧制过程在虚拟端的三维实体模型和工艺模型；所述三维实体模型包括热连轧设备三维模型、轧件三维模型及质量指标指示灯模型；

步骤2：获取已有的热连轧生产过程数据，并将热连轧生产过程数据存储到数据库中，同时，建立数据库中数据与虚拟端的三维实体模型间对应关系，并使用动画效果显示；

步骤3：采集现场热连轧实际生产过程数据，按照数据库与工艺模型之间的通讯周期，依次触发工艺模型计算轧制结果数据，并将轧制结果数据传送到质量指标指示灯模型；质量指标指示灯模型判断工艺模型计算的轧制结果数据是否满足工艺指标，得到质量指标数据，并根据质量指标数据控制指示灯进行预警；

步骤4：将现场热连轧实际生产过程数据、工艺模型计算的轧制结果数据和质量指标数据存入数据库；

步骤5：将数据库中的数据赋给虚拟端的热连轧设备三维模型、轧件三维模型，并显示现场热连轧实际生产过程数据相对应的动作，完成热连轧生产过程在本通讯周期内的孪生过程；

步骤6：重复步骤3-5，按照数据库与工艺模型之间的通讯周期，循环触发工艺模型进行计算，直至轧件完全通过生产设备，完成轧件轧制过程的数字孪生过程；

步骤7：热连轧设备操作人员根据虚拟端的数据显示结果和指示灯信号，确定是否针对后续热连轧生产过程进行调整或优化。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的热连轧轧制过程监控预警方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：

步骤1.1：根据热连轧设备机械结构，建立热连轧设备三维模型；

步骤1.2：根据进入热连轧设备前的轧件尺寸，建立轧件三维模型；

步骤1.3：建立热连轧生产过程质量指标指示灯模型；

步骤1.4：建立热连轧轧制过程工艺模型，包括厚度工艺模型和长度工艺模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的热连轧轧制过程监控预警方法，其特征在于：步骤2 所述热连轧生产过程数据包括轧制力大小、辊缝位置和轧辊转速。

4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的热连轧轧制过程监控预警方法，其特征在于：步骤5 所述现场热连轧实际生产过程数据相对应的动作具体为：现场热连轧实际生产过程中的辊缝位置数据用于压下动作，轧辊转速数据用于轧辊旋转动作；通过工艺模型计算得到的轧制前后长度变化量用于轧件前进动作，轧件轧后厚度和宽度用于判断是否满足工艺标准，从而得到质量指标数据，质量指标指示灯模型根据质量指标数据控制指示灯进行预警。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的热连轧轧制过程监控预警方法，其特征在于：所述质量指标指示灯模型根据质量指标数据控制指示灯进行预警的具体方法为：

若轧件轧后厚度或宽度满足工艺标准，则质量指标数据为0，指示灯信号置0，指示灯为绿色；否则，质量指标数据为1，指示灯信号置1，指示灯为红色。