[发明专利]一种钢筋质量管理系统和方法

权利要求书

1.一种钢筋质量管理系统，其特征在于：包括采集器和处理器，采集器包括第一数据采集模块、第二数据采集模块和第三数据采集模块；处理器包括设备协议转换模块、数据模型训练模块、边缘计算模块、和温度控制模块；

第一数据采集模块采集第二数据模块和第三数据模块的数据，第二数据模块采集钢坯出钢温度、钢坯开扎温度、钢筋上冷床温度数据；第三数据采集模块采集钢筋的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率数据；

设备协议转换模块对采集设备的协议转换，供数据模型训练模块和边缘计算模块使用；

数据模型训练模块对影响钢筋质量的温度参数以及力学性能参数进行特征值提取和有效组合训练，通过存储在大数据平台中的海量的样本数据进行模型训练，得到该种钢筋最优的力学性能和温度控制组合；

边缘计算模块在边缘平台进行边缘计算，对钢筋生产过程的温度控制提供参考；

温度控制模块，基于边缘计算模块的结果，将当前钢筋生产工艺温度状态和该种钢筋力学性能要达到的质量要求以可视化的形式进行展示，控制温度。

2.根据权利要求1所述的钢筋质量管理系统，其特征在于：数据模型训练包括对热坯钢坯出钢温度加热炉均温度热段的范围、目标，热坯钢坯头、中、尾开扎温度的范围、目标，以及钢筋强屈比、屈屈比、抗拉强度、屈服强度等值进行训练，得到该种钢筋最优的力学性能和温度控制组合。

3.根据权利要求1所述的钢筋质量管理系统，其特征在于：协议转换模块转换的设备协议包括MQTT、EMQ、EMQTT设备协议。

4.根据权利要求1所述的钢筋质量管理系统，其特征在于：数据模型训练模块具体按以下进行：

通过大数据平台提供的RESTFUL API接口，获取影响钢筋质量的数据模型核心参数标准值，包括屈服强度、拉升强度、泊松比、延伸率；

通过采集不同速度、不同加热炉温度下核心参数；通过热量传输方程计算当前温度下钢筋的实时屈服强度、拉升强度、延伸率、泊松比，将相同温度理论条件下与使役条件下的钢坯力学性能进行对比，寻找两种条件下的数值差距，热量传输方程如下：

其中：

是向量：温度场中过某点的热通量和该点的温度梯度相重合量；

λ(T)是导热系数：取值36×1.163W/m·℃至40×1.163W/m·℃；

是导热速率：66W×m-1×K-1至406W×m-1×K-1；

是温度取值：对应钢坯或钢筋出加热炉、轧机、冷床时的温度。

是基于温度及热系数和速率热量传输；

通过温控数学模型来控制取数频频及校对放大系数，温控数学模型公式：

其中：

T_ds+1是时间常数，取值为0.3-400秒，上下浮动1秒；

K_de^-τs是放大系数，取值为38-62之间。

G(s)是基于某个温度下相应时间间隔里的温度放大系数下的温控数学模型；

通过不断地调整使役条件下的钢坯出加热炉、过轧机、上冷床的速度、温度对钢筋质量的影响，得到该种合金钢最优的力学性能和温度控制组合，为生产工艺优化提供控制决策支撑。

5.根据权利要求4所述的钢筋质量管理系统，其特征在于：边缘计算模块具体按热量传输方程及温控模型公式进行计算。

6.一种钢筋质量管理方法，其特征在于：按以下进行：

采集钢坯出钢温度、钢坯开扎温度、钢筋上冷床温度数据；采集钢筋的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率数据；

协议转换，供数据模型训练模块和边缘计算模块使用；

对影响钢筋质量的温度参数以及力学性能参数进行特征值提取和有效组合训练，通过存储在大数据平台中的海量的样本数据进行模型训练，得到该种钢筋最优的力学性能和温度控制组合；

在边缘平台进行边缘计算，对钢筋生产过程的温度控制提供参考；

基于边缘计算模块的结果，将当前钢筋生产工艺温度状态和该种钢筋力学性能要达到的质量要求以可视化的形式进行展示，控制温度。