一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方法，包括计算冷轧机出口带材边部前张应力变化量、判别带材是否跑偏以及跑偏方向和计算确定带材跑偏量三个步骤，利用安装于轧机出口接触式板形仪所检测到的前张应力反馈值，通过分析带材两侧边部前张应力反馈值变化量与相应板形调节机构反馈值变化量之间的对应关系，识别出得出带材的跑偏方向，并通过带材的宽度板形和板形仪通道之间的关系，计算出带材跑偏量，可以供人工手动控制或计算机自动控制跑偏，因此，本发明专利技术根据冷轧机出口带材边部前张应力反馈值及其相应板形调节机构反馈值的变化量，即可识别出带材的跑偏方向及跑偏量，从而不用另外增加设备，又比较实用可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于板带轧制领域，涉及一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方 法。
技术介绍
在带材冷轧机组的轧制生产过程中，由于来料带材的非对称浪形和横断面楔形缺 陷、设备安装精度偏差以及工艺不合理等原因，使得带材在轧制过程中容易发生跑偏。带材 跑偏不仅会影响带材成品质量，还会严重损坏机组设备，尤其对于采用轧制油润滑的轧机， 带材跑偏甚至会造成严重的火灾，给设备的稳定运行带来严重影响。因此，为了保证机组的 稳定运行及获得边部整齐的带卷，对带材的跑偏检测和控制显得越来越重要。其中，如何及 时准确检测跑偏及确定跑偏的方向，是控制、解决跑偏问题的如提。 为此，在一些高端带材生产厂，通过配备有板形仪和带材边部扫描仪，以实时检测 带材的跑偏情况。而大多数厂家考虑到成本因素，只配备了板形仪，没有配备边部检测仪 器，导致根本无法对带材跑偏进行检测，只能依靠人工经验判断，造成跑偏断带现象时有发 生。使得如何及时准确检测带材轧制过程中的跑偏量，成为带材生产中的一大难题。 例如，目前一些冷轧机组带材跑偏的在线检测技术主要是采用寻边仪等带材边部 位置检测仪器，其原理是通过检测带材边部在检测机构上的相对位置差，得出带材中心相 对于轧机机组中心线的偏移情况。但是由于工况环境恶劣，大多数扫描仪不能可靠工作，也 未必能够实时检测带材的跑偏情况，而且设备配置昂贵。而大多数厂家考虑到成本因素，只 配备了板形仪，没有配备边部检测仪器，依靠人工经验判断，及时性和准确性低。 为此，现有专利号为ZL200920229094. 4的中国技术专利提供了《一种连续作 业线带材跑偏报警装置》，其检测部分包括安装在作业线带材下部的红外发射器和两个分 别安装在作业线带材上部、与红外发射器垂直对应的操作侧接收器和传动侧接收器；发射 器的长度大于带材的宽度，两端伸出在带材的外侧；操作侧接收器和传动侧接收器的外端 伸出在带材的外侧；操作侧接收器和传动侧接收器的输出与处理部分的PLC连接，PLC输出 控制执行装置。在两个接收器的输出与处理部分的PLC之间设安全栅隔离。发射器的两端 伸出在带材的两侧的长度相等；操作侧接收器和传动侧接收器的外端伸出在带材的两侧的 长度相等；并发射器的两端与操作侧接收器和传动侧接收器的外端在垂直方向对齐。该方 法的灵敏度不高，难以适用于单机架冷轧生产要求精度高的场合。 又如，专利号为ZL200810163874. 3中国专利技术专利《基于稳光LED的带材跑偏光电 传感器》。该专利技术外壳底面开有窗口，窗口面上设置有保护镜，外壳内对应窗口位置设置有 白光LED光源，白光LED光源正下方依次设置有聚光镜、上物镜、分光镜和下物镜，分光镜与 保护镜的平面夹角为45度；分光镜在上物镜下方焦点处开有通孔。分光镜的反射光路上依 次设置有像镜、滤光镜和两个光敏接收器件。两个光敏接收器件均为片状的硅光电池，其平 面形状为直角三角形，组合后为成长方形。白光LED光源附近设置的光源光电池以及两个 光敏接收器件均与稳光控制与信号处理电路板连接。该方法难以适用于带材轧机的油雾、 乳化液等复杂工况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种基于板形检测的冷轧 带材跑偏自动识别方法，该方法只需配备板形检测仪，而无需额外配备边部检测仪器，且具 有实用可靠的特点。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于板形检测的冷轧带材跑 偏自动识别方法，其特征在于：该识别方法根据冷轧机出口板形仪检测冷轧机出口带材边 部前张应力反馈值及其相应板形调节机构反馈值，确定带材的跑偏方向及跑偏量，具体包 括以下步骤： (1)计算当前监测周期相对于前一个监测周期带材边部前张应力以及各板形执行 机构的变化量，相应计算模型为： 当前监测周期相对于前一个监测周期带材操作侧边部前张应力变化量Λσw(kT) 的计笪式为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方法，其特征在于：该识别方法根据冷轧机出口板形仪检测冷轧机出口带材边部前张应力反馈值及其相应板形调节机构反馈值，确定带材的跑偏方向及跑偏量，具体包括以下步骤：(1)计算当前监测周期相对于前一个监测周期带材边部前张应力以及各板形执行机构的变化量，相应计算模型为：当前监测周期相对于前一个监测周期带材操作侧边部前张应力变化量Δσw(kT)的计算式为：Δσw(kT)=σw(kT)-σw[(k-1)T]-Σi=1mΔSi(kT)·∂σw∂Si]]>式中，k为当前监测周期序号，T为给定带材跑偏监测周期时间间隔，i＝1、2、…、m，i表示为覆盖于板形仪宽向相应检测单元上各条带材的序号，m为自然数表示冷轧机板形执行机构数量，σw(kT)为冷轧机出口板形仪检测的当前监测周期的带材操作侧边部前张应力反馈值，σw[(k‑1)T]为冷轧机出口板形仪检测的前一个监测周期的带材操作侧边部前张应力反馈值，ΔSi(kT)当前监测周期相对于前一个监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值变化量，为冷轧机第i板形执行机构对带材操作侧边部前张应力的影响系数，Δσw(kT)为带材操作侧边部前张应力变化量，当前监测周期相对于前一个监测周期带材传动侧边部前张应力变化量Δσd(kT)的计算式为：Δσd(kT)=σd(kT)-σd[(k-1)T]-Σi=1mΔSi(kT)·∂σd∂Si]]>式中，σd(kT)为冷轧机出口板形仪检测的当前监测周期的带材传动侧边部前张应力反馈值，σd[(k‑1)T]为冷轧机出口板形仪检测的前一个监测周期的带材传动侧边部前张应力反馈值，为冷轧机第i板形执行机构对带材传动侧边部前张应力的影响系数，Δσd(kT)为带材传动侧边部前张应力变化量，当前监测周期相对于前一个监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值变化量ΔSi(kT)的计算式为：ΔSi(kT)＝Si(kT)‑Si[(k‑1)T]    i＝1,2,…,m式中，Si(kT)当前监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值，Si[(k‑1)T]为前一个监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值；(2)判别带材是否跑偏以及跑偏方向，具体判别方式为：1)当带材边部所在板形仪检测通道的带材理论覆盖率x＜设定的带材覆盖率x0时，此时，若带材操作侧边部前张应力变化量Δσw(kT)≥Ko·σ0，且带材传动侧边部前张应力变化量Δσd(kT)≤Kn·σ0，则带材向操作侧跑偏，若带材操作侧边部前张应力变化量Δσw(kT)≤Kn·σ0，且带材传动侧边部前张应力变化量Δσd(kT)≥Ko·σ0，则带材向传动侧跑偏，否则，带材视为没有跑偏，其中，x0为设定的带材覆盖率，Ko表示带材边部前张应力增大速率,且大于0，Kn表示带材边部前张应力减小速率且小于0，σ0为冷轧机出口带材平均前张应力，2)当带材边部所在板形仪检测通道的带材理论覆盖率x≥设定的带材覆盖率x0时，此时，若带材传动侧边部前张应力变化量Δσd(kT)≤Kn·σ0，则带材向操作侧跑偏，若带材操作侧边部前张应力变化量Δσw(kT)≤Kn·σ0，则带材向传动侧跑偏，否则，带材视为没有跑偏；(3)计算确定带材跑偏量，假设带材边部前张应力变化量是由带材跑偏以及冷轧机各板形执行机构引起的，故，σw(kT)-σw[(k-1)T]=Δxw(kT)x·σw[(k-1)T]+Σi=1m(∂σw∂Si·ΔSi(kT))σd(kT)-σd[(k-1)T]=-Δxd(kT)x·σd[(k-1)T]+Σi=1m(∂σd∂Si·ΔSi(kT))]]>其中，Δxw(kT)和Δxd(kT)分别为带材跑偏引起的当前监测周期带材操作侧和传动侧边部所在板形仪检测通道覆盖率变化量，若Δxw(kT)＞0且Δxd(kT)＞0，则带材向操作侧跑偏，若Δxw(kT)＜0且Δxd(kT)＜0，则带材向传动侧跑偏，根据带材边部所在板形仪检测通道的带材理论覆盖率x的大小，计算带材跑偏量：当带材边部所在板形仪检测通道的带材理论覆盖率x＜设定的带材覆盖率x0时，当前监测周期带材跑偏量的计算式为：Δxw(...

【技术特征摘要】
1. 一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方法，其特征在于：该识别方法根据冷 轧机出口板形仪检测冷轧机出口带材边部前张应力反馈值及其相应板形调节机构反馈值， 确定带材的跑偏方向及跑偏量，具体包括以下步骤： (1) 计算当前监测周期相对于前一个监测周期带材边部前张应力以及各板形执行机构 的变化量，相应计算模型为： 当前监测周期相对于前一个监测周期带材操作侧边部前张应力变化量A〇w(kT)的计 算式为：式中，k为当前监测周期序号，T为给定带材跑偏监测周期时间间隔，i= 1、2、…、m，i表示为覆盖于板形仪宽向相应检测单元上各条带材的序号，m为自然数表示冷轧机板形 执行机构数量，〇w(kT)为冷轧机出口板形仪检测的当前监测周期的带材操作侧边部前张 应力反馈值，〇w[(k_l)T]为冷轧机出口板形仪检测的前一个监测周期的带材操作侧边部 前张应力反馈值，ASi(kT)当前监测周期相对于前一个监测周期冷轧机第i板形执行机构 反馈值变化量，为冷轧机第i板形执行机构对带材操作侧边部前张应力的影响系数， A〇w(kT)为带材操作侧边部前张应力变化量， 当前监测周期相对于前一个监测周期带材传动侧边部前张应力变化量A〇d(kT)的计 算式为：式中，〇d(kT)为冷轧机出口板形仪检测的当前监测周期的带材传动侧边部前张应 力反馈值，〇d[(k_l)T]为冷轧机出口板形仪检测的前一个监测周期的带材传动侧边部前 张应力反馈值，为冷轧机第i板形执行机构对带材传动侧边部前张应力的影响系数， A〇d(kT)为带材传动侧边部前张应力变化量， 当前监测周期相对于前一个监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值变化量△Si(kT) 的计算式为：式中，SjkT)当前监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值，Si[(k-1)T]为前一个监 测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值； (2) 判别带材是否跑偏以及跑偏方向，具体判别方式为： 1)当带材边部所在板形仪检测通道的带材理论覆盖率x<设定的带材覆盖率X(l时， 此时，若带材操作侧边部前张应力变化量^，且带材传动侧边部前张 应力变化量则带材向操作侧跑偏， 若带材操作侧边部前张应力变化量，且带材传动侧边部前张应力 变化量，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：何汝迎，顾廷权，徐锋，乔爱民，袁意林，
申请(专利权)人：宁波宝新不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33