一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方法

摘要

本发明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执行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，本发明根据冷轧机出口带材边部前张应力反馈值及其相应板形执行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。

主权项

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执行机构反馈值，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Δσ_w(kT)的计算式为：${\mathrm{\Delta \sigma }}_w\left(kT\right)={\sigma }_w\left(kT\right)-{\sigma }_w\left[(k-1)T\right]-\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta S}}_i\left(kT\right)·\frac{\partial {\sigma }_w}{\partial S_i}$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、Λ、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，σ_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，σ_w[(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，ΔS_i(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，Δσ_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Δσ_d(kT)的计算式为：${\mathrm{\Delta \sigma }}_d\left(kT\right)={\sigma }_d\left(kT\right)-{\sigma }_d\left[(k-1)T\right]-\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\mathrm{\Delta S}}_i\left(kT\right)·\frac{\partial {\sigma }_d}{\partial S_i}$式中，σ_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，σ_d[(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，Δσ_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ΔS_i(kT)的计算式为：ΔS_i(kT)＝S_i(kT)‑S_i[(k‑1)T] i＝1,2,Λ,m式中，S_i(kT)当前监测周期冷轧机第i板形执行机构反馈值，S_i[(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Δσ_w(kT)≥K_o·σ₀，且带材传动侧边部前张应力变化量Δσ_d(kT)≤K_n·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Δσ_w(kT)≤K_n·σ₀，且带材传动侧边部前张应力变化量Δσ_d(kT)≥K_o·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，K_o表示带材边部前张应力增大速率,且大于0，K_n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Δσ_d(kT)≤K_n·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Δσ_w(kT)≤K_n·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，$\left\{\begin{array}{c}{\sigma }_w\left(kT\right)-{\sigma }_w\left[(k-1)T\right]=\frac{{\mathrm{\Delta x}}_w\left(kT\right)}{x}·{\sigma }_w\left[(k-1)T\right]+\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}(\frac{\partial {\sigma }_w}{\partial S_i}·{\mathrm{\Delta S}}_i(kT\left)\right)\\ {\sigma }_d\left(kT\right)-{\sigma }_d\left[(k-1)T\right]=-\frac{{\mathrm{\Delta x}}_d\left(kT\right)}{x}·{\sigma }_d\left[(k-1)T\right]+\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}(\frac{\partial {\sigma }_d}{\partial S_i}·{\mathrm{\Delta S}}_i(kT\left)\right)\end{array}\right.$其中，Δx_w(kT)和Δx_d(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Δx_w(kT)>0且Δx_d(kT)>0，则带材向操作侧跑偏，若Δx_w(kT)<0且Δx_d(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：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta x}}_w\left(kT\right)=x·\left\{{\sigma }_w\left(kT\right)-{\sigma }_w\left[\left(k-1\right)T\right]-\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}\left(\frac{\partial {\sigma }_w}{\partial S_i}·{\mathrm{\Delta S}}_i\left(kT\right)\right)\right\}/{\sigma }_w\left[\left(k-1\right)T\right]\\ {\mathrm{\Delta x}}_d\left(kT\right)=-x·\left\{{\sigma }_d\left(kT\right)-{\sigma }_d\left[\left(k-1\right)T\right]-\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}\left(\frac{\partial {\sigma }_d}{\partial S_i}·{\mathrm{\Delta S}}_i\left(kT\right)\right)\right\}/{\sigma }_d\left[\left(k-1\right)T\right]\\ {\mathrm{\Delta y}}_w\left(kT\right)=l_w·{\mathrm{\Delta x}}_w\left(kT\right)\\ {\mathrm{\Delta y}}_d\left(kT\right)=l_d·{\mathrm{\Delta x}}_d\left(kT\right)\\ {\mathrm{\Delta y}}_a\left(kT\right)=\left[l_w·{\mathrm{\Delta x}}_w\left(kT\right)+l_d·{\mathrm{\Delta x}}_d\left(kT\right)\right]/2\end{array}\right.$式中，l_w和l_d分别为操作侧和传动侧带材边部所在板形仪检测通道的宽度，Δy_w(kT)、Δy_d(kT)和Δy_a(kT)分别为当前监测周期带材操作侧跑偏量、传动侧跑偏量和平均跑偏量，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，若带材向操作侧跑偏，则当前监测周期带材跑偏量的计算式为：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta x}}_w\left(kT\right)=x·\{{\sigma }_w\left(kT\right)-{\sigma }_w[(k-1)T]-\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}(\frac{\partial {\sigma }_w}{\partial S_i}·{\mathrm{\Delta S}}_i)\}/{\sigma }_w\left[(k-1)T\right]\\ {\mathrm{\Delta y}}_a\left(kT\right)={\mathrm{\Delta y}}_w\left(kT\right)=l_w·{\mathrm{\Delta x}}_w\left(kT\right)\end{array}\right.$若带材向传动侧跑偏，则当前监测周期带材跑偏量的计算式为，$\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta x}}_d\left(kT\right)=-x·\{{\sigma }_d\left(kT\right)-{\sigma }_d[(k-1)T]-\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}(\frac{\partial {\sigma }_d}{\partial S_i}·{\mathrm{\Delta S}}_i)\}/{\sigma }_d\left[(k-1)T\right]\\ {\mathrm{\Delta y}}_a\left(kT\right)={\mathrm{\Delta y}}_d\left(kT\right)=l_d·{\mathrm{\Delta x}}_d\left(kT\right)\end{array}.$