[发明专利]一种钢筋质量管理系统和方法

说明书

本发明涉及一种钢筋质量管理系统和方法，通过测温仪采集钢坯出钢温度、钢坯开扎温度、钢筋上冷床温度，通过力学性能测试智能设备采集钢筋的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率，并将这些数据通过物联网数据采集协议转换模块实时接入物联网边缘平台，在边缘平台的模型算法层调用边缘计算节点模块进行大数据分析，根据算法模型的实时边缘计算和钢筋力学性能的关联分析结果，实时给出温度控制方案，通过上述系统的研发和应用，有效地在钢筋生产工艺方面通过应用数据采集技术、边缘算法技术、大数据技术、数据模型等技术实现生产工艺质量寻优，有效地提升了钢筋产品质量。

技术领域

本发明属于钢筋生产领域，具体是一种钢筋质量管理系统和方法。

背景技术

钢筋生产过程中，钢的化学成分如C、Si、Mn、S等决定了钢筋的规格或类型，而与钢筋产品质量息息相关的往往是钢筋生产工艺过程中的温度、工艺力学性能控制。如何通过对钢筋生产过程中钢坯出钢温度、钢坯开扎温度、钢筋上冷床温度，以及钢筋的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能的大数据分析和有效控制，实现钢筋生产工艺质量寻优进而提高钢筋产品质量，是值得研究的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种钢筋质量管理系统和方法，在钢筋生产过程中使用数据采集技术、边缘计算技术、大数据技术、数据模型算法技术进行产品质量寻优的技术领域，通过对钢筋工艺力学性能、钢筋温度的大数据分析和有效控制，提高了钢筋产品质量。

本发明的技术方案具体如下：

一种钢筋质量管理系统，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。

进一步地，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。

进一步地，协议转换模块转换的设备协议包括MQTT、EMQ、EMQTT设备协议。

进一步地，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RESTFULAPI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.℃；