安徽省科学技术进步奖提名项目公示

安徽省科学技术进步奖提名项目公示（2019年度科技进步奖）项目名称冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术的研发与应用提名者及提名意见冷轧薄板产品广泛使用在汽车、家电、食品等各行各业，产品的强度和规格不断延伸，市场对品质要求也逐步提高，自动化控制技术是直接决定产品品质的关键因素之一，表面质量控制的稳定性更尤为突出。冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术的研究，着眼于提高产品品质和精细化控制，项目历经五年，经过多项科研攻关，研发了光/平整机多变量耦合协调控制技术、开卷取多对象动态调整控制技术、高容错相对位移缺陷跟踪技术等多项创新，建立了自主的控制技术体系、开发了标准化的系统架构和模块化的程序功能，包含了冷轧薄板处理工艺完善的功能模块和控制策略，根据不同工艺需求可进行自由组合。马鞍山市科技局提名其参与安徽省科学进步奖的评选。

项目简介随着国内经济的发展，冷轧薄板产品广泛使用在汽车、家电、食品等各行各业，产品的强度和规格不断延伸，市场对品质要求也逐步提高，自动化控制技术是直接决定产品品质的关键因素之一。当前影响冷轧薄板产品品质的主要问题：1）带钢表面质量及性能具有不稳定性；2）生产过程中易产生二次缺陷，影响成材率。针对上述问题，本项目团队在历经五年，经过多项科研攻关，持续地跟踪实际生产数据，着重于提高产品品质和精细化控制，从模块化、标准化的思路出发，建立了自主的控制技术体系、开发了标准化的系统架构和模块化的程序功能，包含了冷轧薄板处理工艺完善的功能模块和控制策略，根据不同工艺需求可进行自由组合，运用于镀锌线、连退线、彩涂线、重卷线等不同工艺的冷轧处理线。主要创新：研发了光/平整机多变量耦合协调控制技术针对带钢表面质量及性能具有不稳定性的特点，率先推导出控制伺服阀的开度与轧制力控制器的线性控制方法，采用多回路叠加的控制方法，搭建了轧制力学模型，满足了高质量带钢的生产需求，保证了带钢的性能和表面质量。授权专利2项，受理专利1项，软件著作权2项，论文3项。首次提出开卷取多对象动态调整控制技术针对生产过程中易产生二次缺陷的问题，采用摩擦、惯量、带钢弯曲、镀层厚度等补偿技术进行精细化控制，实现了开卷及卷取过程的高精度张力控制；采用可变周期线性化并行计算技术，实现了生产全过程的高精度、高容错的卷径计算；在穿带过程中采用有限反向控制的双向闭环芯轴位置控制、芯轴膨胀过程中采用压力控制补偿、根据带头位置动态调整穿带卷取机张力等改善冷轧薄板卷取带头印的控制技术，改善带头印效果明显。授权专利1项，受理专利2项，软件著作权3项，论文1项。开创性地提出高容错相对位移缺陷跟踪技术针对缺陷对成材率的影响问题，采用高容错相对位移缺陷跟踪技术，对每条带钢的缺陷进行标记，对生产线上带钢的缺陷点进行跟踪和定位，计算出其与线上关键设备的相对距离并进行协调保护控制，既保护了关键设备，有提高了成材率。授权专利2项，软件著作权1项，论文2项。开发了多项精细化控制技术与模型，增强了系统的通用性围绕精细化控制，率先提出多策略高精度张力控制技术、多模式自修正活套控制技术、适用各种类型的飞剪通用控制模型，提高了成材率，降低了生产成本，增强了控制系统的通用性。授权专利2项，软件著作权5项，论文6项。目前，已有镀锌、连退和重卷3条新建项目的成功应用案例，其控制技术也成功应用到17项冷轧改造项目，并且顺利推广到1项热轧项目当中。2015年经济效益总额716.35万，2016年经济效益总额862.1万，2017年经济效益总额4505.62万。经生产实践证明，冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术适用于所有的冷轧处理线工艺，系统运行稳定可靠，控制技术成熟先进，各项控制技术指标已经达到或超越国外先进技术水平，易于推广应用。

客观评价一般来说，国外冷轧薄板处理的自动化公司都是绑定相应的机械商，根据机械商的设计来制定控制方案，在工艺机械上的变化较小，所以，其自动化控制方案制定后相对固定。然而，冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术是针对于不同的机械商、不同的工艺机械环境，一整套相关设计、配置和控制等完善的控制技术体系，具有控制技术全面、应用范围广、适应性强的优势。冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术中的控制技术指标已经完全达到引进技术水平，甚至能与之相媲美。在拥有的多项自主专利技术中，其控制技术指标已经实现超越，具有先进性，在国内外均具备行业竞争优势。自主技术控制技术指标（多条自主生产线验收测试）与引进技术控制技术指标(马钢引进的连退线、镀锌线、重卷线)的比较如下：技术指标名称引进技术自主技术光/平整机轧制力控制精度轧制力响应速度50ms/15ton时，轧制力控制精度＜±1%轧制力响应速度50ms/15ton时，轧制力控制精度＜±0.6%光/平整机延伸率控制精度（恒速）＜设定值的5%，最小偏差±0.05%＜设定值的4%，最小偏差±0.04%光/平整机延伸率控制精度（加减速）＜设定值的10%，最小偏差±0.1%＜设定值的8%，最小偏差±0.08%开卷取张力控制精度（恒速）＜±2%＜±1.0%开卷取张力控制精度（加减速）＜±4%＜±2.0%炉内张力控制精度（恒速）＜±2%＜±1.5%炉内张力控制精度（加减速）＜±5%＜±3.0%活套张力控制精度（恒速）＜±2%＜±1.5%活套张力控制精度（加减速）＜±4%＜±3.8%活套定位精度＜±0.4%＜±0.1%焊缝跟踪精度＜0.1%，最小偏差±10mm＜0.06%，最小偏差±6mm飞剪剪切精度＜±3mm＜±1.5mm

应用情况目前，本控制技术已成功运用于有马钢（合肥）公司镀锌线、马钢（合肥）公司连退线和马钢股份冷轧总厂重卷检查线三条不同工艺类型的处理线。经生产实践证明，冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术已经能够适用于所有的冷轧处理线工艺，带钢品质改善效果明显，系统运行稳定可靠，各项控制技术指标已经达到或超越国外先进技术水平，易于推广应用。从2014年至今，本控制技术中的部分控制技术已成功应用到17项冷轧改造项目，并推广应用到1项热轧项目当中。主要应用单位情况表序号单位名称应用的技术应用对象及规模应用起止时间单位联系人/电话1马钢（合肥）板材有限责任公司冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术冷轧连退1#线2014.1至今彭庆生/0551-676027012马钢股份冷轧总厂冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术2#重卷线系统2015.12至今何寒冰钢（合肥）板材有限责任公司冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术冷轧镀锌线2017.5至今彭庆生/0551-676027014马钢股份冷轧总厂冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术南区1#、2#镀锌线提升产能改造2017.12至今陈捍东钢股份冷轧总厂光整机控制技术1#镀锌线光整机数字化改造2017.12至今陈捍东钢股份冷轧总厂冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术1#镀锌线清洗段改造2015.4至今汪红兵钢四钢轧总厂平整机控制技术热轧平整分卷检查线工程电气系统2017.12至今周涛钢股份冷轧总厂冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术1#重卷线系统改造2017.12至今汪红兵钢股份冷轧总厂冷轧薄板处理工艺全流程电气自动化控制技术1720酸轧控制系统R900改造工程2017.12至今胡德勇/p>

主要知识产权和标准规范等目录知识产权（标准）类别知识产权（标准）具体名称国家（地区）授权号（标准编号）授权（标准发布）日期证书编号

（标准批准发布部门）权利人（标准起草单位）发明人（标准起草人）发明专利（标准）有效状态发明专利一种提高光整机HGC液压缸轧制力控制精度的方法中国ZL201510926331.22017年11月3日2683814安徽省马钢自动化信息技术有限公司王强有效发明专利一种提高光整机加减速时延伸率控制精度的方法中国ZL201510926274.82017年11月3日2683815安徽省马钢自动化信息技术有限公司张弘有效发明专利一种改善冷轧薄板卷取带头印的控制方法中国ZL201510923575.52018年3月30日2865397安徽省马钢自动化信息技术有限公司程鹏有效发明专利一种钢带活套套量计算系统中国ZL201310219593.62014年12月31日1557239马钢控制技术有限责任公司、马钢(集团)控股有限公司张弘张世友胡江有效发明专利一种薄板处理线飞剪通用控制方法及其控制模型中国ZL201510926227.32017年12月12日2733772安徽省马钢自动化信息技术有限公司王伟有效发明专利一种带钢焊缝定位系统及方法中国ZL201410624353.92016年3月23日1995455马钢控制技术有限责任公司、马钢(集团)控股有限公司倪顺利有效发明专利一种清洗段张力控制系统和方法中国ZL201510996082.42017年6月20日2525999安徽省马钢自动化信息技术有限公司倪顺利有效软件著作权光整机液压伺服控制系统中国2017SR5226442017年9月18日01970827安徽省马钢自动化信息技术有限公司梁越永张弘张世友王强有效软件著作权光整机自动化换辊控制软件中国2015SR1682392015年8月28日00798520安徽省马钢自动化信息技术有限公司梁越永王强程鹏范卫锋有效软件著作权物料跟踪软件中国2014SR1128492014年8月5日00510684安徽省马钢自动化信息技术有限公司梁越永张世友王建军洪志祥有效

主要完成人情况姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位对本项目贡献梁越永1总经理教授级高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点1、2、3均有贡献。主要贡献为：指导自动化控制系统的项目的研发方向并立项，主持整个自动化系统及相应的科研项目的研发工作；负责前期技术准备、项目可行性研究、系统详细设计书的审查和项目的实施；在光整机、开卷取和物料跟踪的研发上，把握了理论的研发方向，提出指导性的意见。佐证：光整机液压伺服控制系统【软件著作权01、02】；开卷机上卷顺控优化系统【软件著作权05】；物料跟踪软件【软件著作权03】。张弘2高级技术主管高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点1、2、3均有贡献。主要贡献为：自动化控制系统的项目负责人，负责前期技术准备、项目可行性研究、系统详细设计书的审查和项目的实施；主持了处理线自动化系统研发工作，解决了多项科研项目的开发和实施中的疑难和问题。佐证：开发了一种提高光整机加减速时延伸率控制精度的方法【发明专利02】；一种钢带活套套量计算系统【发明专利04】；动态卷径计算【发明专利08】；液压伺服控制的控制方法【发明专利08（受理）】。张世友3分公司经理高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点2、3均有贡献。主要贡献为：作为项目的主要研发人员负责对控制系统构架、平整、加热炉张力等关键技术进行重点研发，并取得突破；开发了实现处理线线钢带和钢卷，发明了一种活套带钢精确计算专利，实现了全线带钢的精确跟踪。佐证：参与开发一种钢带活套套量计算系统【发明专利04】；光整机液压伺服控制系统【软件著作权01】；物料跟踪软件【软件著作权03】；带钢处理机组中的物料跟踪原理与实现方法【论文12】。王强4无高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点1有贡献。主要贡献为：作为项目的主要研发人员负责对控制系统构架、平整、加热炉张力等关键技术进行重点研发，并取得突破。：开发了一种提高光整机HGC液压缸轧制力控制精度的方法【发明专利01】；光整机液压伺服控制系统【软件著作权01】；光整机自动化换辊控制软件【软件著作权02】；撰写了光整机液压伺服控制系统及FM-458控制器的应用【论文01】；镀锌线加热炉入口跳辊优化控制与应用【论文03】；连退线加热炉张力控制【论文04】。程鹏5首席技师高级技师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点1、2均有贡献。主要贡献为：作为项目的主要研发人员负责对控制系统构架、平整、开卷取等关键技术进行重点研发，并取得突破。佐证：开发了一种改善冷轧薄板卷取带头印的控制方法【发明专利03】；一种卷径计算方法【发明专利10（受理）】；光整机自动化换辊控制软件【软件著作权02】连退线开卷及卷取机控制软件【软件著作权06】；冷轧重卷检查线电气自动化控制软件【软件著作权07】；连续退火线平整机控制技术【论文06】。王伟6部门经理高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点2有贡献。主要贡献为：作为项目的主要研发人员主持了适用各种类型的飞剪通用控制模型的研究，独立完成飞剪控制方法研究和模型的算法【发明专利05，软件著作权08，论文07】；主持了“冶金处理线拉矫区域张力和延伸率的协调控制关键技术研发”科研项目，解决拉矫机区域张力和延伸率的耦合关系，形成自主知识产权的控制方法【软件著作权10，论文09】；参与了降低生产缺陷率的开卷取控制技术的研究，完成动态卷径计算的研究，并完成开卷卷取以及卸卷控制研究和实施工作【发明专利08、10（受理），软件著作权04、05、06】。倪顺利7高级技术主管高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点3有贡献。主要贡献为：作为项目的主要研发人员负责对控制系统构架、清洗段张力、开卷取等关键技术进行重点研发，并取得突破。佐证：一种清洗段张力控制系统和方法【发明专利07】；一种带钢焊缝定位系统及方法【发明专利06】；退火线活套控制软件【软件著作权09】。洪志祥8无高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点2、3均有贡献。主要贡献为：参与对清洗段张力、开卷取、物料跟踪等关键技术进行重点研发:佐证：物料跟踪软件【软件著作权03】;开卷机上卷顺控优化系统【软件著作权05】;板带处理线焊机活套控制方法及优化策略【论文02】；开卷机带头带尾跟踪与定位方法研究【论文08】；连退生产线立式活套控制方法【论文05】。王建军9无高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点1、3均有贡献。主要贡献为：参与对光/平整机、加热炉张力等关键技术进行重点研发，针对光/平整机控制，建立力学模型，对张力与轧制力之间的相互关系进行了分析，优化张力控制来提高延伸率控制精度【论文01】；参与了物料跟踪软件的研发【软件著作权03】；针对炉内温度对钢带延伸作用的校正系数进行计算、优化；开发软件程序，进行软件测试、现场调试，并对软件完善性、通用性进行优化，【软件著作权11】。范卫锋10无高级工程师飞马智科信息技术股份有限公司飞马智科信息技术股份有限公司对创新点1有贡献。主要贡献为：参与对安全系统构架、光/平整机关键技术进行重点研发:佐证：光整机自动换辊控制软件【软件著作权02】；安全PLC在连退线急停控制系统中的运用【论文10】；光整机自动延伸率控制解析【论文11】；开发软件程序，进行软件测试、现场调试，并对软件完善性、通用性进行优化。

主要完成单位及创新推广贡献主要完成单位：飞马智科信息技术股份有限公司对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：分析影响冷轧薄板产品质量的因数并制定本项目研发方向、冷轧薄板处理工艺的分析、控制技术可行性的研究和论证、科研项目的评审和立项、控制技术体系的建立、标准化系统架构的搭建、模块化程序功能的开发、相关科研应用项目的签订、项目进度的