一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法技术

本发明专利技术提供一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，属于冷轧轧钢技术领域。该方法首先实时采集张力辊电机相关数据，自动寻找数据有效趋势区间，截取趋势发生变化的时间段，捕捉张力辊参数异常调整区域，再建立张力辊打滑自动评价模型，最后在线显示张力辊电机运行状态及张力辊打滑模型评价结果。本发明专利技术通过实时监控张力辊状态和相关参数的变化，捕捉异常参数调整区域，建立张力辊打滑评价模型并进行定性定量判断，实现对冷轧生产线生产时各张力段中张力辊打滑现象的评价，评价结果可以为现场操作人员的调控起到指导作用，及时对打滑发生区域进行分析，提高产品质量降低生产设备损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法
本专利技术涉及冷轧轧钢
，特别是指一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法。
技术介绍
张力辊是冷轧厂的重要组成部分，现代的冷轧生产工艺都是连续高速生产的，带钢要保持一定的张力才能连续运行。冷轧生产线中张力的产生是因为轧件被拉伸，产生了弹性形变，张力控制是通过对张力辊电机变频器速度与转矩的开环，闭环控制来提供的。张力控制的作用是：使各张力段的张力在生产工艺规定的范围内；保证带钢在生产中位置保持准确；一定程度上改善带钢不平坦的版型；可以使带钢获得均匀的锌镀层。然而，由于来料规格、辊面粗糙度、电机运行状态等原因，都有可能会使张力辊出现打滑现象，打滑现象不仅会造成带钢表面质量瑕疵，也会带来如带钢跑偏等严重生产故障，并会对生产设备的安全构成威胁，加剧辊子自身的表面磨损，使得辊子表面粗糙度在短期内明显下降，减小换辊周期。在实际生产中，对于打滑现象的实时监测十分困难，因为打滑往往是一瞬间发生的，轻微程度的打滑并不会造成停机等后果，难以被监控系统与现场生产人员发现，但打滑现象的发生对产品质量和生产设备都会产生影响，且冷轧生产线中张力辊数量巨大，靠人力实时监控也是不现实的。所以，通过模型来评价张力辊是否出现打滑情况并及时输出反馈是十分有必要的。目前对于张力辊打滑的研究大多是关于如何进行辊电机转矩控制或改变张力辊的材料结构以减小或消除打滑现象，而对于一种通用的张力辊打滑现象评价几乎没有。如专利号201911346564.X《一种消除张力辊组打滑的方法》，描述的主要是调整张力辊入口张力，通过降低张力辊滑动系数，控制张力辊不打滑。专利号201810528066.6《防打滑张力辊》，公开了一种防打滑张力辊，适用于湿式钢带条件下，确保冷轧机组可靠运行，提高张力辊使用寿命。本专利技术提出一种基于对张力辊电机转矩与线速度两种参数定量分析的方法，对张力辊是否出现打滑现象进行定性评价。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，对张力辊电机相关参数进行定性定量分析，捕捉参数异常调整区间，建立张力辊打滑评价模型，评价张力辊打滑现象，结果对现场生产人员的调控起到指导作用，及时对打滑发生区域进行分析，提高产品质量降低生产设备损耗。该方法首先实时采集张力辊电机相关数据，自动寻找数据有效趋势区间，截取趋势发生变化的时间段，捕捉张力辊参数异常调整区域，再建立张力辊打滑自动评价模型，最后在线显示张力辊电机运行状态及张力辊打滑模型评价结果。具体包括步骤如下：(1)实时采集张力辊相关数据；(2)自动寻找数据有效趋势区间；(3)截取趋势发生变化的时间段；(4)捕捉张力辊参数异常调整区域；(5)建立张力辊打滑自动评价模型；(6)在线显示张力辊电机运行状态及张力辊打滑模型评价结果。其中，步骤(4)中张力辊参数为张力辊线速度vL和张力辊电机转矩实际值TA。步骤(1)中张力辊相关数据包括张力辊线速度vL、张力辊电机转矩实际值TA，步骤(1)中实时采集的采样频率为100ms。线速度vL为张力辊线速度实际值，转矩实际值TA为变频器反馈的当前转矩实际值。步骤(2)中以100ms为采样频率实时采集存储线速度vL与实际转矩TA数据点，使用固定步长判断法对采样数据进行过滤，寻找数据有效趋势，通过对下一时刻采样的数据点与当前采样的数据点做差，结果与固定步长比较，来判断是否为有效趋势，趋势集合为ti＝{ti_上升,ti_下降,ti_无效}：上式中，tvi为张力辊电机线速度变化趋势，tTi为张力辊电机转矩变化趋势，Cv为线速度固定步长，CT为转矩固定步长，vLi为采样的张力辊当前线速度，vLi+1为采样的下一采样点张力辊线速度，TAi为采样的张力辊电机当前实际转矩值，TAi+1为下一采样点张力辊电机实际转矩值；tvi_上升为张力辊线速度实际值上升趋势，为有效趋势；tvi_下降为张力辊线速度实际值下降趋势，为有效趋势；tvi_无效为张力辊线速度实际值无效变化趋势；tTi_上升为张力辊电机当前转矩实际值上升趋势，为有效趋势；tTi_下降为张力辊电机当前转矩实际值下降趋势，为有效趋势；tTi_无效为张力辊电机当前转矩实际值无效趋势。步骤(3)中截取趋势发生变化的时间段的方法是：连续计算采样数据的变化趋势tvi和tTi，以转矩TA作为参考参数，记录转矩参数趋势发生变化的时间区间Y转矩作为趋势发生变化的时间段。步骤(4)中捕捉张力辊参数异常调整区域的方法是，记录转矩TA趋势发生变化的时间段Y转矩，若在该时间段内，两种参数出现对向趋势，则判定该时间段为张力辊电机参数异常调整区域，算法为：即：其中，Yerror为张力辊电机参数的异常调整时间段，vL_s，vL_e为异常调整时间段内张力辊起始时线速度与结束时线速度数据点；TA_s，TA_e为异常调整时间段内辊电机起始时转矩与结束时转矩数据点。在张力辊电机参数异常调整时间Yerror内，利用张力辊打滑评价模型，对张力辊电机转矩实际值TA和线速度vL定量计算；张力辊打滑评价模型如下，其中0代表正常，1代表打滑：其中，Ei表示对此张力辊状态的评价。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，可准确的对张力辊是否发生打滑现象进行定性评价。为验证本专利技术判定方法的准确性，在某2230mm冷轧镀锌厂进行了判定实验，实时采集3组张力辊电机的转矩和线速度数据，运用本专利技术评价方法将每组张力辊相关参数带入模型评价，其判定结果和现场实际情况基本一致。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为本专利技术方法张力辊打滑实际曲线图；图3为本专利技术方法张力辊打滑评价结果展示图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、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。本专利技术提供一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法。如图1所示，本方法首先实时采集张力辊电机相关数据，自动寻找数据有效趋势区间，截取趋势发生变化的时间段，捕捉张力辊参数异常调整区域，再建立张力辊打滑自动评价模型，最后在线显示张力辊电机运行状态及张力辊打滑模型评价结果。该方法具体包括如下步骤：S1，数据采集：按100ms的采样频率，实时采集冷轧生产线中各张力辊运行时的实际转矩TA与张力辊线速度vL数据。S2，自动寻找有效数据区间：使用固定步长判断法对采样数据进行过滤，寻找有效数据变化趋势，通过对下一时刻采样的数据点与当前采样的数据点做差，结果与固定步长比较，来判断有效趋势，趋势集合为ti＝{ti_上升,ti_下降,ti_无效}：上式中，tvi为张力辊电机线速度变化趋势，tTi为张力辊电机转矩变化趋势，Cv为线速度参数固定步长，CT为转矩参数固定步长，vLi为采样的张力辊当前线速度数据点，vLi+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，其特征在于：包括步骤如下：/n(1)实时采集张力辊相关数据；/n(2)自动寻找数据有效趋势区间；/n(3)截取趋势发生变化的时间段；/n(4)捕捉张力辊参数异常调整区域；/n(5)建立张力辊打滑自动评价模型；/n(6)在线显示张力辊电机运行状态及张力辊打滑模型评价结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)实时采集张力辊相关数据；
(2)自动寻找数据有效趋势区间；
(3)截取趋势发生变化的时间段；
(4)捕捉张力辊参数异常调整区域；
(5)建立张力辊打滑自动评价模型；
(6)在线显示张力辊电机运行状态及张力辊打滑模型评价结果。


2.根据权利要求1所述的基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，其特征在于：所述步骤(4)中张力辊参数为张力辊线速度vL和张力辊电机转矩实际值TA。


3.根据权利要求1所述的基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中张力辊相关数据包括张力辊线速度vL、张力辊电机转矩实际值TA，步骤(1)中实时采集的采样频率为100ms。


4.根据权利要求3所述的基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，其特征在于：所述张力辊线速度vL为张力辊线速度实际值，张力辊电机转矩实际值TA为变频器反馈的当前转矩实际值。


5.根据权利要求1所述的基于带钢冷轧的张力辊打滑在线评价方法，其特征在于：所述步骤(2)中使用固定步长判断法对步骤(1)中采集的数据进行过滤，寻找数据有效趋势，通过对下一时刻采样的数据点与当前采样的数据点做差，结果与固定步长比较，判断是否为有效趋势，趋势集合为ti＝{ti_上升,ti_下降,ti_无效}：






上式中，tvi为张力辊电机线速度变化趋势，tTi为张力辊电机转矩变化趋势，Cv为线速度固定步长，CT为转矩固定步长，vLi为采样的张力辊当前线速度，vLi+1为采样的下一采样点张力辊线速度，TAi为采样的张力辊电机当前实际转矩值，TAi+1为下一采样点张力辊电机实际转矩值；tvi_上升为张力辊线速度实际值上升趋势，为有效趋势；tvi...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆丰伟，刘恒文，王巍皓，郝诗梦，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11