连轧机带钢振动纹检测方法技术

本发明专利技术公开了一种连轧机带钢振动纹检测方法，其同步采集连轧机的各项技术参数及连轧机运行过程中的转速、振动、钢卷等信息，对上述信息采用分频段处理的预警策略，根据连轧机实时速度确定动态滤波的频带范围，确定滤波结果，对应生产中的辊径参数，产生振动纹综合预警，并对预警结果给出解释；本方法直接进行振动纹的监测，对各种原因产生的振动纹进行预警，避免了不合格产品的批量产生，并根据钢卷信息可对应地查找产生振动纹的钢卷。该方法对提高产品质量，减少辊面的磨损，提高生产效率起到了积极的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金企业带钢生产过程的监测，尤其涉及一种连轧机带钢振动 纹检测方法。通过对轧机振动和转速等动态参量的获取，实现对带钢振动纹的 监测预警。
技术介绍
振动纹是带钢生产中普遍存在的问题，是世界范围内困扰钢铁企业的技术 难题，它是指带钢产品表面形成的明暗相间的条纹，其不但影响带钢产品的质 量，剧烈的振动还会造成断带或设备损坏事故，威胁生产安全并造成巨大的经 济损失。因此，振动纹问题是轧钢生产中亟待解决的问题。国内外不少学者和 专家对此进行了研究，包括振动纹产生的机理，振动纹的振动特征、振动纹的 抑制方法等等。对于轧机的振动监测系统也时有所闻。但总体来说，处于实验 研究阶段的系统较多，真正投入生产运行的较少；用于分析轧机振动的系统较 多，直接用于振动纹报警的尚未见到。振动纹之所以产生，还是由于轧钢设备存在颤振。轧机存在多种形式的振 动，其振动特点和发生原因各不相同。根据振动产生机理，可分为强迫振动和 自激振动，由于强迫振动容易识别和消除，已经不是研究重点，当前对轧机自 激振动的研究主要集中在扭转振动、三倍频程颤振和五倍频程颤振方面。轧机 振动问题经过多年的研究，取得了不少成果，但始终未得到圆满解决，尤其是 自激振动的机理尚不明了，在带钢和轧辊表面振纹形成机理和轧制界面润滑对 振动的定量分析方面还存在很大的分歧与困惑。比较一致的结论认为，振纹的 产生主要与五倍频程的颤振有关。多年以来，国内外不少学者一直潜心研究冷 轧颤振问题，并取得一定进展。他们主要从建立颤振模型出发，研究颤振发生 的内在机理、以及颤振发生后如何着手来减弱或消除颤振、提高冷轧带钢质量 等等。有的是从故障诊断的角度，分析研究振动纹产生的原因及处理对策。而从轧制工艺参数或设备状态参数的变化趋势出发，来及时监测识别颤振的发 生，这方面工作相对较少。在报告的在线振动系统中，用于轧机垂直振动监测 和报警的系统居多；或者是用于研究的系统，大量布置传感器，不利于在生产 现场的推广。因此，实用的振纹预警系统尚未见到。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，其直 接进行振动纹监测，及时预警振动纹的发生。为解决上述技术问题，本专利技术，该方法包括如 下步骤-步骤一针对每一组原始信号和轧制速度，根据速度的范围，将原始信号 划段，其分段情况如下<table>table see original document page 5</column></row><table>其中分段频率用带有两位下标的变量表示。<formula>formula see original document page 5</formula>为可设定输入参数/^二/wh;"。其中j为0 2， k为3 7对于每一段数据的带通滤波结果，计算义陋二^54t^其中Z,,表示该频段滤波后数据的第i个值，i为l,2，3…，K7二去i;《，表示该频段测量后数据的平均值，Z，.表宗该频段滤波后数据的有效值，K为数据长度。定义<formula>formula see original document page 5</formula>当^/(x)〉M时，Q二l。其牟，1,为该频段有效值义 ,的基准值或门限值，M为可设定的允许超限次数， Q为逻辑变量；步骤二、对原始信号做FFT谱，计算4=5]4 其中L为谱线数，Z,为第i条谱线；计算原始信号的有效值Z^ ^"^r"其中X，为原始数据的有效值；尤表示原始数据的第i个值；f表示原始数据 的平均值；L为谱线数；A,为第i条谱线；找出Ai对应的F, ， Ai满足A》30。/。 X 4 ， 其中F,为第i条谱线对应的频率。 如果N二Fi/fK为整数，P二l。其中fK为输入的设备参数，K=l，2,3……，P为逻辑变量；步骤三、当W二TxDx"为整数，R二l 60 xg其中，D为工作辊直径，n为转速，F,与步骤二相同，R为逻辑变量。步骤四、当QH (PUR) =1时，系统发出预警信号。其中P、 R各自独立，Q与P、 R有关联。由于本专利技术采用了上述技术方案，其直接进行振动纹的监测，对各种原因产生的振动纹进行预警，避免了不合格产品的批量产生，并根据钢巻信息可对应地查找产生振动纹的钢巻。该方法对提高产品质量，减少辊面的磨损，提高生产效率起到了积极的作用。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明 图1为本专利技术的示意图。具体实施例方式如图所示，带钢振动纹检测装置3对来自于轧机1的轧机振动信号和来自轧机控制系统2的转速、钢巻等工艺信号进行同步采集，按下述方法进行带钢振动纹的检测和信号处理，并实现振动纹预警。步骤一针对每一组原始信号和轧制速度，根据速度的范围，将原始信号划段，其分段情况如下<table>table see original document page 7</column></row><table>其中分段频率用带有两位下标的变量/j表示。 A。， 6。， /^为可设定输入参数 /^二diW。 其中 户^ 兄对于每一段数据的带通滤波结果，计算X，.t其中《表示该段数据的第i个值，i为l,2,3',表示该段数据的平均值，L表宗该段数据的有效值； 定义/(4<table>table see original document page 7</column></row><table>其牟，^ 为该段1 的基准值，M为可设定的允许超限次数，Q为逻辑变: 步骤二、对原始信号做FFT谱，计算4=^4其中L为谱线数；计算原始信号的有效值^_='K一l其中1 为原始数据的有效值；《表示原始数据的第i个值；7表示原始数据 的平均值；找出A,对应的F'，使A,满足A,〉30%X4: 其中Ai为第i条谱线，F,为第i条谱线对应的频率。 如果N二F,/fK为整数，P=l。其中fK为输入的设备参数，K=l，2，3……，P为逻辑变量；步骤三、当A^』x"为整数，R=l 60xF'其中，D为工作辊直径，n为转速，Fi与步骤二相同，R为逻辑变量。步骤四、当Qn (PUR) =1日寸，系统发出预警信号。其中P、 R各自独立 Q与P、 R有关联。权利要求1、一种，包括储存有轧机设备参数的在线监测系统，该系统对轧机的转速、振动、钢卷等信号进行采集，并处理后进行预警信号输出。其特征在于该方法包括如下步骤步骤一针对每一组原始信号和轧制速度，根据速度的范围，将原始信号划段，其分段情况如下其中分段频率用带有两位下标的变量fjk表示。f00，f02，f10，f20，f22为可设定输入参数fjk＝fj(k-1)+10其中j为0～2，k为3～7对于每一段数据的带通滤波结果，计算其中Xi表示该频段滤波后数据的第i个值，i为1，2，3…，K表示该频段测量后数据的平均值，Xrms表示该频段滤波后数据的有效值，K为数据长度。定义当时，Q＝1。其中，Arms为该频段有效值Xrms的基准值或门限值，M为可设定的允许超限次数，Q为逻辑变量；步骤二、对原始信号做FFT谱，计算计算原始信号的有效值其中Xrm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连轧机带钢振动纹检测方法，包括储存有轧机设备参数的在线监测系统，该系统对轧机的转速、振动、钢卷等信号进行采集，并处理后进行预警信号输出。其特征在于：该方法包括如下步骤：　步骤一：针对每一组原始信号和轧制速度，根据速度的范围，将原始信号划段，其分段情况如下：　＊＊＊　其中：分段频率用带有两位下标的变量ｆ↓［ｊｋ］表示。　ｆ↓［００］，ｆ↓［０２］，ｆ↓［１０］，ｆ↓［２０］，ｆ↓［２２］为可设定输入参数ｆ↓［ｊｋ］＝ｆ↓［ｊ（ｋ－１）＋１０］其中ｊ为０～２，ｋ为３～７　对于每一段数据的带通滤波结果，计算＊＊＊　其中Ｘ↓［ｉ］：表示该频段滤波后数据的第ｉ个值，ｉ为１，２，３…，Ｋ　＊＊＊，表示该频段测量后数据的平均值，　Ｘ↓［ｒｍｓ］表示该频段滤波后数据的有效值，Ｋ为数据长度。　定义＊＊＊　当＊ｆ（ｘ）＞Ｍ时，Ｑ＝１。　其中，Ａ↓［ｒｍｓ］为该频段有效值Ｘ↓［ｒｍｓ］的基准值或门限值，Ｍ为可设定的允许超限次数，Ｑ为逻辑变量；　步骤二、对原始信号做ＦＦＴ谱，计算Ａ↓［∑］＝＊Ａ↓［ｉ］　计算原始信号的有效值＊＊＊　其中Ｘ↓［ｒｍｓ］为原始数据的有效值；Ｘ↓［ｊ］表示原始数据的第ｉ个值；＊表示原始数据的平均值；　Ｌ为谱线数；Ａｉ为第ｉ条谱线；　找出Ａ↓［ｉ］对应的Ｆ↓［ｉ］，Ａ↓［ｉ］满足：Ａ↓［ｉ］＞３０％×Ａ↓［∑］，　其中Ｆ↓［ｉ］为第ｉ条谱线对应的频率。　如果Ｎ＝Ｆ↓［ｉ］／ｆ↓［Ｋ］为整数，Ｐ＝１。　其中ｆ↓［Ｋ］为输入的设备参数，Ｋ＝１，２，３……，Ｐ为逻辑变量；　步骤三、当Ｎ＝π×Ｄ×ｎ／６０×Ｆ↓［ｉ］为整数，Ｒ＝１　其中，Ｄ为工作辊直径，ｎ为转速，Ｆ↓［ｉ］与步骤二相同，Ｒ为逻辑变量。　步骤四、当Ｑ∩（Ｐ∪Ｒ）＝１时，系统发出预警信号。其中Ｐ、Ｒ各自独立，Ｑ与Ｐ、Ｒ有关联。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万年红，
申请(专利权)人：上海宝钢工业检测公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]