一种热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法

本发明涉及热轧带钢自动化控制技术领域，特别是指一种热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法。

背景技术：

卷取机刚度对卷取机稳定生产、卷形质量等方面起着关键性作用，通过建立热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法，可以对卷取机标定及首卷钢轧制过程进行精度、效果判断，可以为生产现场及时排除设备和生产故障提供帮助。

目前对于卷取机刚度的相关研究有：文章(热连轧卷取机设备间隙分析)提出，通过检测卷取机刚度的方法来检测和评价卷取设备间隙的方法，可以快速判断影响卷取设备间隙的因素并进行设备维护。在卷筒处于不同扩张直径位置时，通过给定不同的压力值，测量出相应的辊缝值。由于设备固有的间隙值不会变化，从这些测得的设备综合间隙值即可判断卷取机某个助卷辊的刚度情况是否良好。对三个助卷辊的卷径和压力值分别进行拟合，可以分别得到三个助卷辊的压力值曲线，从曲线的平滑度和重合情况，可以反映出设备刚度和间隙的优劣情况；文章(热轧带钢卷取机刚度研究)提出，从助卷辊刚度数据来调整芯轴及助卷辊状态，实现卷形质量稳定。通过监测芯轴涨缩从50％到100％过程中三个助卷辊的辊缝压力变化数据，分别计算出刚度曲线。助卷辊刚度可以有效地监测卷取机芯轴及助卷辊运行状态及设备间隙，通过刚度数据测试、分析，实现卷取机状态的趋势化管理。

目前，卷取机刚度领域研究较少，研究重点在于数据离线分析与拟合上，对于如何对当前卷取机刚度的精度评价方面，并没有很多研究。本发明通过建立热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法，实时监控卷取机刚度状态，出现刚度精度异常时及时预警，跟踪刚度长期变化趋势，为生产现场及时排除设备异常提供帮助。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法，以解决现有技术无法实现对当前卷取机刚度的精度评价的技术问题。

该方法首先实时采集卷取标定过程及标定后首卷钢轧制过程的实测数据，标定结束及首卷钢轧制完成后，基于所采集的实测数据，分别计算各卷取机刚度精度评价指标，再基于预设的评分体系，根据各项精度评价指标的值，确定各项精度评价指标评分，并将各项评分相加，得到卷取机刚度精度综合评分，最后实时将得到的卷取机刚度精度综合评分与预设评分范围比较并进行判定，当得到的卷取机刚度精度综合评分超出所述预设评分范围时，进行报警。

具体包括步骤如下：

(1)实时采集卷取标定过程及标定后首卷钢轧制过程的实测数据；

(2)标定结束及首卷钢轧制完成后，基于所采集的实测数据，分别计算各卷取机刚度精度评价指标；

(3)根据各项精度评价指标的值，确定各项精度评价指标评分，并将各项评分相加，得到卷取机刚度精度综合评分；

(4)实时将得到的卷取机刚度精度综合评分与预设评分范围比较并进行判定，当得到的卷取机刚度精度综合评分超出所述预设评分范围时，进行报警。

其中，步骤(1)中卷取标定过程实测数据包括：卷取机标定开始与结束信号、卷取夹送辊操作侧油缸伸出量、卷取夹送辊传动侧油缸伸出量；所述首卷钢轧制过程实测数据包括：卷取机咬钢与卸卷信号、卷取夹送辊操作侧辊缝、卷取夹送辊传动侧辊缝、1号助卷辊辊缝、2号助卷辊辊缝、3号助卷辊辊缝、带钢厚度值。

步骤(2)中卷取机刚度评价指标包括：标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差、首卷钢夹送辊辊缝两侧偏差、1号助卷辊间隙、2号助卷辊间隙、3号助卷辊间隙，其中，标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差的计算过程如下：

将标定过程夹送辊操作侧油缸伸出量实测曲线与传动侧油缸伸出量实测曲线进行相减，然后取标定结束瞬间的偏差值，计算公式如下：

cyldiff＝(cylos-cylds)|t(gapzerooff)

其中，cyldiff表示标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差，cylos表示夹送辊操作侧油缸伸出量曲线、cylds表示夹送辊传动侧油缸伸出量曲线、t(gapzerooff)表示标定结束瞬间；

首卷钢夹送辊辊缝两侧偏差的计算过程如下：

将首卷钢卷取过程夹送辊操作侧辊缝实测曲线与传动侧辊缝实测曲线进行相减，得到两侧偏差曲线，然后取偏差曲线的最大值，计算公式如下

gapdiff＝max(gapos-gapds)

其中，gapdiff表示首卷钢夹送辊辊缝两侧偏差、gapos表示夹送辊操作侧辊缝实测曲线、gapds表示夹送辊传动侧辊缝实测曲线；

1号助卷辊间隙的计算过程如下：

在首卷钢卷取过程完成第1圈动作后，将1号助卷辊与芯轴的辊缝值减去带钢厚度，得到1号助卷辊间隙，计算公式如下：

gaperr1＝gapwr1-thick

其中，gaperr1表示首卷钢卷取过程1号助卷辊间隙、gapwr1表示卷取完成第1圈动作后1号助卷辊与芯轴的辊缝值、thick表示产品厚度目标值；

2号助卷辊间隙的计算过程如下：

在首卷钢卷取过程完成第1圈动作后，将2号助卷辊与芯轴的辊缝值减去带钢厚度，得到2号助卷辊间隙，计算公式如下：

gaperr2＝gapwr2-thick

其中，gaperr2表示首卷钢卷取过程2号助卷辊间隙、gapwr2表示卷取完成第1圈动作后2号助卷辊与芯轴的辊缝值、thick表示产品厚度目标值；

3号助卷辊间隙的计算过程如下：

在首卷钢卷取过程完成第1圈动作后，将3号助卷辊与芯轴的辊缝值减去带钢厚度，得到3号助卷辊间隙，计算公式如下：

gaperr3＝gapwr3-thick

其中，gaperr3表示首卷钢卷取过程3号助卷辊间隙、gapwr3表示卷取完成第1圈动作后3号助卷辊与芯轴的辊缝值、thick表示产品厚度目标值。

步骤(3)卷取机刚度精度综合评分分为四级评分体系，具体为：

通过下列评分分配公式，根据卷取机刚度评价指标的值，确定卷取机刚度评价指标评分：

其中，sk表示第k台卷取机刚度评价指标indexk的得分，thdk1～thdk3表示评价指标indexk的各级阈值(不同的现场，设备不同、工况不同，阈值都不一样，根据现场情况设定)，w1～w4表示评价指标indexk在不同范围内的得分，具体根据实际确定。

步骤(4)具体为：

确定评分范围[thdmin,thdmax]；其中，thdmin表示卷取机刚度精度评分的下限值，thdmax表示卷取机刚度精度评分的上限值；评分范围根据现场实际确定，例如某现场评分范围确定为[80,90]，那么，80以下报警，90以上优秀，80-90属于合格。

实时将得到的卷取机刚度精度综合评分与所确定的评分范围比较；

当得到的卷取机刚度精度综合评分超出所确定的评分范围时，进行报警，以提醒现场人员核查卷取机工作状态。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过建立热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法，实时监控卷取机标定状态，当出现精度异常时及时预警，跟踪卷取机刚度长期变化趋势，为生产现场及时排除设备异常提供帮助。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法。

如图1所示，本方法首先实时采集卷取标定过程及标定后首卷钢轧制过程的实测数据，标定结束及首卷钢轧制完成后，基于所采集的实测数据，分别计算各卷取机刚度精度评价指标，再基于预设的评分体系，根据各项精度评价指标的值，确定各项精度评价指标评分，并将各项评分相加，得到卷取机刚度精度综合评分，最后实时将得到的卷取机刚度精度综合评分与预设评分范围比较并进行判定，当得到的卷取机刚度精度综合评分超出所述预设评分范围时，进行报警。

本发明实施例提供一种热轧带钢卷取机刚度的精度评价方法，将卷取机刚度精度评价内容分解成易量化的若干项具体指标，这些指标在四级评分体系下与对应阈值比较后得到评分结果，然后将各评分相加得到卷取机刚度精度综合评分。

如图1所示，s1，实时采集卷取标定过程及标定后首卷钢轧制过程的实测数据；

具体地，在本实施例中，上述s1采集的实测数据包括：卷取机标定开始与结束信号、卷取夹送辊操作侧油缸伸出量、卷取夹送辊传动侧油缸伸出量；所述首卷钢轧制过程实测数据包括：卷取机咬钢与卸卷信号、卷取夹送辊操作侧辊缝、卷取夹送辊传动侧辊缝、1-3号助卷辊辊缝、带钢厚度值；然后通过对采集的数据进行数据整理、信号滤波及有效数据截取等操作，得到进行轧机刚度精度评价前需要准备的数据。

s2，标定结束及首卷钢轧制完成后，基于所采集的实测数据，分别计算各卷取机刚度精度评价指标；

具体地，在本实施例中，上述s2分别在标定结束、卷取卸卷时自动启动相应计算操作，启动计算的时序为标定信号下降沿、卷取卷钢信号下降沿。

其中，上述s2所计算的卷取机刚度精度评价指标包括：标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差、首卷钢夹送辊辊缝两侧偏差、1号助卷辊间隙、2号助卷辊间隙、3号助卷辊间隙。

进一步地，所述标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差的计算过程，包括：

将标定过程夹送辊操作侧油缸伸出量实测曲线与传动侧油缸伸出量实测曲线进行相减，然后取标定结束瞬间的偏差值，计算公式如下

cyldiff＝(cylos-cylds)|t(gapzerooff)

其中，cyldiff表示标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差，cylos表示夹送辊操作侧油缸伸出量曲线、cylds表示夹送辊操作侧油缸伸出量曲线、t(gapzerooff)表示标定结束瞬间。

进一步地，所述首卷钢夹送辊辊缝两侧偏差的计算过程，包括：

将首卷钢卷取过程夹送辊操作侧辊缝实测曲线与传动侧辊缝实测曲线进行相减，得到两侧偏差曲线，然后取偏差曲线的最大值，计算公式如下

gapdiff＝max(gapos-gapds)

其中，gapdiff表示首卷钢卷取过程夹送辊辊缝两侧偏差最大值、gapos表示夹送辊操作侧辊缝实测曲线、gapds表示夹送辊传动侧辊缝实测曲线。

进一步地，所述1号助卷辊间隙的计算过程，包括：

在首卷钢卷取过程完成第1圈动作后，将1号助卷辊与芯轴的辊缝值减去带钢厚度，得到1号助卷辊间隙，计算公式如下

gaperr1＝gapwr1-thick

其中，gaperr1表示首卷钢卷取过程1号助卷辊间隙、gapwr1表示卷取完成第1圈动作后1号助卷辊与芯轴的辊缝值、thick表示产品厚度目标值。

进一步地，所述2号助卷辊间隙的计算过程，包括：

在首卷钢卷取过程完成第1圈动作后，将2号助卷辊与芯轴的辊缝值减去带钢厚度，得到2号助卷辊间隙，计算公式如下

gaperr2＝gapwr2-thick

其中，gaperr2表示首卷钢卷取过程2号助卷辊间隙、gapwr2表示卷取完成第1圈动作后2号助卷辊与芯轴的辊缝值、thick表示产品厚度目标值。

进一步地，所述3号助卷辊间隙的计算过程，包括：

在首卷钢卷取过程完成第1圈动作后，将3号助卷辊与芯轴的辊缝值减去带钢厚度，得到3号助卷辊间隙，计算公式如下

gaperr3＝gapwr3-thick

其中，gaperr3表示首卷钢卷取过程3号助卷辊间隙、gapwr3表示卷取完成第1圈动作后3号助卷辊与芯轴的辊缝值、thick表示产品厚度目标值。

s3，基于预设的评分体系，根据各项精度评价指标的值，确定各项精度评价指标评分，并将各项评分相加，得到卷取机刚度精度综合评分；

具体地，在本实施例中，上述s3的实现过程具体为：

分别构建卷取机刚度评价指标的四级评分体系；

基于构建的四级评分体系，通过下列评分分配公式，根据卷取机刚度评价指标的值，确定卷取机刚度评价指标评分：

其中，sk表示第k台卷取机刚度评价指标indexk的得分，thdk1～thdk3表示评价指标indexk的各级阈值，w1～w4表示评价指标indexk在不同范围内的得分。具体的得分根据现场实际确定，如，现场有5个评价指标，总分100分，单项指标20分，“标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差”在1mm以内20分，1-2mm是10分，2mm以上是0分，区间是左开右闭。由此，得到具体的得分。

s4，实时将得到的卷取机刚度精度综合评分与预设评分范围比较并进行判定，当得到的卷取机刚度精度综合评分超出所述预设评分范围时，进行报警。

具体地，在本实施例中，上述s4的实现过程具体为：

确定评分范围[thdmin,thdmax]；其中，thdmin表示卷取机刚度精度评分的下限值，thdmax表示卷取机刚度精度评分的上限值；

实时将得到的卷取机刚度精度综合评分与所确定的评分范围比较；

当得到的卷取机刚度精度综合评分超出所确定的评分范围时，进行报警，以提醒现场人员核查卷取机工作状态。

下面结合具体实施例予以说明。

实施例1

该方法应用在某1580mm热连轧生产线上，采用3台地下卷取机的机型配置。

该产线卷取机刚度精度评价规则如表1所示(具体的，不同产线卷取机刚度精度评价规则根据实际情况确定)，特别地，计算值需要先进行绝对值处理然后评分。

表1某1580mm热连轧生产线卷取机刚度精度评价规则表

根据表1评价规则，本发明对该产线某次标定后的卷取机刚度精度评价结果如表2所示，从表中可以快速地查询到各卷取机刚度各指标计算结果、评分情况、所占权重及各机架的综合得分等；对于此案例，其中3号卷取机标定过程夹送辊油缸伸出量两侧偏差为-0.43mm，得5分，而首卷钢卷取过程夹送辊辊缝两侧偏差为0.03mm，未扣分，1号助卷辊间隙为-6.49mm，间隙较大，得5分，2-3号助卷辊间隙也未出现扣分，总分为70分。从表2可以为工艺及设备人员清晰明了地展示该次标定过程精轧各卷取机刚度的评价结果，方便现场人员定位、核查设备状态。

表2卷取机刚度精度评价结果表

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。