本發(fā)明涉及一種偏差控制方法，尤其涉及一種壓下油缸偏差控制方法。

背景技術(shù)：

熱連軋機(jī)的機(jī)架兩側(cè)(工作側(cè)和傳動側(cè))通常具有用于輥縫調(diào)平的壓下油缸。

由于熱連軋機(jī)在軋制過程中受到的作用力較大(通常在3000-5000t)，為了保護(hù)壓下油缸，目前在機(jī)架工作側(cè)的入口端和出口端以及機(jī)架傳動側(cè)的入口端和出口端均設(shè)有壓下油缸位置傳感器，以檢測機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸的位置，根據(jù)該位置設(shè)定壓下油缸保護(hù)條件。具體來說：根據(jù)機(jī)架單側(cè)(機(jī)架兩側(cè)中任意一側(cè))的入口端和出口端的壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)得到該單側(cè)的壓下油缸位置偏差；當(dāng)單側(cè)的壓下油缸位置偏差超過某一閾值時，熱連軋機(jī)自動快停并打開輥縫，以防止該單側(cè)的壓下油缸在傾斜狀態(tài)下，受到作用力的影響發(fā)生局部磨損或斷裂；此外，由于單側(cè)的壓下油缸位置偏差過大會引起機(jī)架兩側(cè)的輥縫偏差過大，因此當(dāng)單側(cè)的壓下油缸位置偏差過大時，熱連軋機(jī)自動封鎖兩側(cè)輥縫調(diào)平功能。

上述方案存在以下問題：

1)當(dāng)單側(cè)的壓下油缸位置偏差超過某一閾值(例如3.5mm)時，熱連軋機(jī)自動鎖定壓下油缸，從而無法進(jìn)行輥縫調(diào)平，造成跑偏后的廢鋼；

2)當(dāng)單側(cè)的壓下油缸位置偏差超過某一閾值(例如10mm)時，熱連軋機(jī)自動快停并打開輥縫，從而造成廢鋼。

上述問題的共性是壓下油缸位置偏差控制條件片面單一，造成廢鋼率大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法，該方法用于對熱連軋機(jī)的軋制過程進(jìn)行控制以保護(hù)壓下油缸，該方法從整體考 慮全面精確設(shè)定壓下油缸位置偏差控制條件，從而在保護(hù)壓下油缸的前提下盡量保證正常軋制，降低廢鋼率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法，其包括步驟：

(1)判斷熱連軋機(jī)機(jī)架的狀態(tài)，若為“有鋼”狀態(tài)，則進(jìn)行步驟(2a)，若為“無鋼”狀態(tài)，則進(jìn)行步驟(2b)；

(2a)動態(tài)偏差控制：

通過下述模型計算壓下油缸位置偏差的方差

其中，λ表示方差系數(shù)；n表示控制時段內(nèi)對壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)的掃描次數(shù)；θ1、θ2、θ3……θn分別表示第1個掃描周期、第2個掃描周期、第3個掃描周期……第n個掃描周期內(nèi)的機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差；θ為θ1、θ2、θ3……θn的均值，j＝1,2,3……n；xj1表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架工作側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；xj2表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架工作側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；xj3表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架傳動側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；xj4表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架傳動側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；

判斷是否大于方差閾值，且θ是否大于第一偏差閾值α，如果為“是”則鎖定壓下油缸；如果為“否”，則正常軋制；

(2b)靜態(tài)偏差控制：

分別計算熱連軋機(jī)的機(jī)架的工作側(cè)的壓下油缸位置偏差s1和傳動側(cè)的壓下油缸位置偏差s2：

s1＝|x1-x2|；

s2＝|x3-x4|；

其中，x1表示機(jī)架工作側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；x2表示機(jī)架工作側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；x3表示機(jī)架傳動側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；x4表示機(jī)架傳動側(cè)的出口端壓下 油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；

計算所述機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差s：

將機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差s與第二偏差閾值β1進(jìn)行比較，若s≥β1，則禁止機(jī)架進(jìn)鋼；若s＜β1，則允許機(jī)架進(jìn)鋼，進(jìn)行下一步驟；

將工作側(cè)的壓下油缸位置偏差s1和傳動側(cè)的壓下油缸位置偏差s2分別與第三偏差閾值β2進(jìn)行比較，若s1和s2的至少其中之一大于等于β2，，則鎖定壓下油缸，若s1和s2均小于β2，則進(jìn)行正常軋制。

本發(fā)明所述的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法，其用于對熱連軋機(jī)的軋制過程進(jìn)行控制以保護(hù)壓下油缸，該方法從整體考慮，針對熱連軋機(jī)機(jī)架的“有鋼”狀態(tài)和“無鋼”狀態(tài)分別適用動態(tài)偏差控制和靜態(tài)偏差控制，全面精確設(shè)定壓下油缸位置偏差控制條件，從而在保護(hù)壓下油缸的前提下盡量保證正常軋制，降低廢鋼率。

具體來說：動態(tài)偏差控制基于代表整體動態(tài)的壓下油缸位置偏差程度的θj計算得到壓下油缸位置偏差的方差以該方差和θj的均值θ是否超限作為鎖定壓下油缸和正常軋制的判斷條件；方差越小表明油缸位置偏差越穩(wěn)定，方差系數(shù)λ的設(shè)定是為了追求更加穩(wěn)定的目的。為保證機(jī)架穩(wěn)定性，動態(tài)偏差控制不考慮單側(cè)偏差控制。靜態(tài)偏差控制基于代表整體靜態(tài)的壓下油缸位置偏差程度的機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差s，以該偏差s是否超限作為禁止機(jī)架進(jìn)鋼和允許機(jī)架進(jìn)鋼的判斷條件；并采用單側(cè)偏差控制，即以機(jī)架的工作側(cè)的壓下油缸位置偏差s1和傳動側(cè)的壓下油缸位置偏差s2是否超限作為鎖定壓下油缸和正常軋制的判斷條件。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法中，在所述步驟(1)中，根據(jù)各機(jī)架的軋制力絕對值判斷各機(jī)架的狀態(tài)。

更進(jìn)一步地，在上述熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法中，在所述步驟(1)中，判斷帶鋼是否到達(dá)指定窗口，且各機(jī)架的軋制力絕對值是否達(dá)到門檻值，如果為“是”，則判斷為“有鋼”狀態(tài)，如果為“否”，則判斷為“無鋼”狀態(tài)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法中，在 所述步驟(2a)中，如果判斷為“是”，則還發(fā)出報警信號。

本發(fā)明所述的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)從整體考慮全面精確設(shè)定壓下油缸位置偏差控制條件，從而在保護(hù)壓下油缸的前提下盡量保證正常軋制，降低廢鋼率；

(2)可基于現(xiàn)有設(shè)備改進(jìn)，不需要額外投入設(shè)備；

(3)符合鋼鐵行業(yè)對提高生產(chǎn)效率和過程精度控制的更高要求的趨勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合說明書附圖和具體的實施例對本發(fā)明所述的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法做出進(jìn)一步的解釋說明，但是該解釋說明并不構(gòu)成對本發(fā)明的技術(shù)方案的不當(dāng)限定。

本實施例的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法用于對熱連軋機(jī)的軋制過程進(jìn)行控制以保護(hù)壓下油缸，該控制通過與保護(hù)壓下油缸相關(guān)的執(zhí)行系統(tǒng)連接的plc系統(tǒng)實現(xiàn)，該plc系統(tǒng)中設(shè)置有與上述方法的流程相對應(yīng)的程序。

圖1顯示了本實施例的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法的流程。

如圖1所示，本實施例的熱連軋機(jī)的壓下油缸位置偏差控制方法通過設(shè)置有對應(yīng)以下步驟的程序的plc系統(tǒng)實現(xiàn)：

(1)機(jī)架狀態(tài)判斷：判斷熱連軋機(jī)機(jī)架的狀態(tài)，若為“有鋼”狀態(tài)，則進(jìn)行步驟(2a)，若為“無鋼”狀態(tài)，則進(jìn)行步驟(2b)；

(2a)動態(tài)偏差控制：

通過下述模型計算壓下油缸位置偏差的方差同時得到n個掃描周期內(nèi)的機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差的均值θ：

其中，λ表示方差系數(shù)；n表示控制時段內(nèi)對壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)的掃描次數(shù)；θ1、θ2、θ3……θn分別表示第1個掃描周期、第2個掃描周期、第3個掃描周期……第n個掃描周期內(nèi)的機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差；θ為θ1、θ2、θ3……θn的均值，j＝1,2,3……n；xj1表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架工作側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；xj2表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架工作側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；xj3表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架傳動側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；xj4表示在第j個掃描周期內(nèi)機(jī)架傳動側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；

判斷是否大于方差閾值，且θ是否大于第一偏差閾值α，如果為“是”則鎖定壓下油缸，同時發(fā)出報警信號；如果為“否”，則正常軋制；

(2b)靜態(tài)偏差控制：

分別計算熱連軋機(jī)的機(jī)架的工作側(cè)的壓下油缸位置偏差s1和傳動側(cè)的壓下油缸位置偏差s2：

s1＝|x1-x2|；

s2＝|x3-x4|；

其中，x1表示機(jī)架工作側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；x2表示機(jī)架工作側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；x3表示機(jī)架傳動側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；x4表示機(jī)架傳動側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)；

計算機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差s：

將機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差s與第二偏差閾值β1進(jìn)行比較，若s≥β1，則禁止機(jī)架進(jìn)鋼；若s＜β1，則允許機(jī)架進(jìn)鋼，進(jìn)行下一步驟；

將工作側(cè)的壓下油缸位置偏差s1和傳動側(cè)的壓下油缸位置偏差s2分別與第三偏差閾值β2進(jìn)行比較，若s1和s2的至少其中之一大于等于β2，，則鎖定壓下油缸，若s1和s2均小于β2，則進(jìn)行正常軋制。

上述步驟(1)中，可根據(jù)各機(jī)架的軋制力絕對值判斷各機(jī)架的狀態(tài)，具體來說，判斷帶鋼是否到達(dá)指定窗口，且各機(jī)架的軋制力絕對值是否達(dá)到門 檻值，如果為“是”，則判斷為“有鋼”狀態(tài)，如果為“否”，則判斷為“無鋼”狀態(tài)。

表1列出了熱連軋機(jī)機(jī)架f1～f7的在上述機(jī)架狀態(tài)判斷方法下的門檻值的范圍。需要說明的是，對于一個特定的實施例來說，門檻值是位于表1所列的范圍值中的一個點(diǎn)值。

表1.

實施例1

在該實施例中，plc系統(tǒng)執(zhí)行與上述步驟相應(yīng)的程序以對上述表1中的機(jī)架f1中的上述執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體過程為：

(1)判斷機(jī)架狀態(tài)：此時帶鋼未到達(dá)指定窗口(在本實施例中為精軋前的立輥)同時，機(jī)架f1的軋制力絕對值為28t，對照上述表1可知其沒有達(dá)到門檻值400-550t中的任何一個值，因此此時機(jī)架f1肯定為“無鋼”狀態(tài)，進(jìn)行步驟(2b)；

(2b)靜態(tài)偏差控制：

plc系統(tǒng)通過油缸位置傳感器得到此時機(jī)架f1的工作側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)x1、工作側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)x2、傳動側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)x3以及傳動側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)x4，具體數(shù)據(jù)為：x1＝25.4mm，x2＝22.3mm，x3＝17.8mm，x4＝28.9mm；并按下式計算得到工作側(cè)的壓下油缸位置偏差s1、傳動側(cè)的壓下油缸位置偏差s2以及機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差s：

s1＝|x1-x2|，

s2＝|x3-x4|，

具體數(shù)據(jù)為：s1＝3.1mm，s2＝11.1mm，s＝7.1mm；

本實施例中第二偏差閾值β1取9.5mm，經(jīng)plc系統(tǒng)比較判定此時s＜β1，允許機(jī)架進(jìn)鋼，進(jìn)行下一步驟；

本實施例中第二偏差閾值β2取10mm，經(jīng)plc系統(tǒng)比較判定此時s2＞β2，鎖定壓下油缸。

實施例2

在本實施例匯總，plc系統(tǒng)執(zhí)行與上述步驟相應(yīng)的程序以對上述表1中的機(jī)架f2中的上述執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體過程為：

(1)判斷機(jī)架狀態(tài)：此時帶鋼到達(dá)指定窗口(在本實施例中為精軋f1機(jī)架)，且機(jī)架f2的軋制力絕對值為1852t，對照上述表1可知，其已經(jīng)超過了表1所示的400-550t的任何一個值，因此此時機(jī)架f2必然為“有鋼”狀態(tài)，進(jìn)行步驟(2a)；

(2a)動態(tài)偏差控制：

plc系統(tǒng)以50ms的掃描周期通過油缸位置傳感器獲取1秒內(nèi)20個掃描周期j(j＝1,2,3……20)機(jī)架f2的工作側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)xj1、工作側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)xj2、傳動側(cè)的入口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)xj3以及傳動側(cè)的出口端壓下油缸位置傳感器測得的數(shù)據(jù)xj4，并按下式計算得到20個掃描周期內(nèi)的機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差θj：

具體數(shù)據(jù)如表2所示：

表2.

對表2中的θj求均值得到上述20個掃描周期內(nèi)的機(jī)架兩側(cè)的壓下油缸位置偏差的均值θ＝0.92175mm，并按下式計算得到上述20個掃描周期內(nèi)的壓下油缸位置偏差的方差

本實施例中λ取1，n＝20，因此

本實施例中方差閾值取0.01mm，第一偏差閾值α取6mm，經(jīng)plc系統(tǒng)比較判定此時不大于方差閾值，且θ不大于第一偏差閾值α，正常軋制。

需要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。