CN113020280A - 一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法 - Google Patents

一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，属于热轧带钢自动化控制技术领域。该方法首先实时采集粗轧大立辊设定和实测数据，根据触发事件启动粗轧大立辊指标计算，然后对AWC缸同步性进行精度评价，对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价，再对传动速度一致性进行精度评价，对设定与实际压力的偏差进行精度评价，对短行程跟踪及位置准确性进行精度评价，对两侧轧制力差进行精度评价，对立辊开口度标定偏差进行精度评价，最后对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价。本发明通过建立热轧带钢粗轧大立辊精度评价方法，实时判断粗轧大立辊运行的精度和状态，为生产现场及时排除设备和生产故障提供帮助。

Description

一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法
技术领域
本发明涉及轧钢自动控制技术领域，特别是指一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法。
背景技术
粗轧大立辊位于粗轧轧机之前，主要用于板坯齐边以改善边部质量、补偿水平轧机压下产生的宽展量以提高宽度精度。由于受设备条件的限制，在板坯头部和尾部可能造成较大的宽度偏差，为解决这一问题，粗轧立辊各个道次轧制时，在头、中、尾阶段轧制时，设置不同的开口度，即短行程控制。粗轧大立辊的宽度控制精度直接影响着钢卷的宽度质量和成材率。
热轧带钢粗轧大立辊控制技术的研究成果如下：专利(CN103909098B，粗轧立辊轧制负荷自动分配方法)提出了一种粗轧立辊轧制负荷自动分配方法，根据立辊轧制稳定性条件进行负荷分配，克服了粗轧立辊负荷分配不均和部分机架负荷倒挂的问题。专利(CN108941210B，热连轧粗轧正向道次轧制过程中立辊速度的优化设定方法)根据同品规上一块板坯在水平辊咬钢前后立辊轧制力、轧制转矩的实际值进行速度匹配的长短时学习，提高立辊与水平在咬钢时初始速度匹配度，防止造成立辊轧机跳电等故障或者因拉钢产生板坯边裂现象，提高生产稳定性和产品质量。专利(CN103316925B，一种粗轧机立辊中心线的标定方法)以轧机牌坊中心线作为轧制中心线基准，确定立辊中心线偏移量并修正程序设置，使立辊中心线与轧制中心线重合，保证轧制中间坯料平直，提高产品质量，避免粗轧弯大卡钢事故发生。专利(CN 104324949 B，一种粗轧立辊道次立辊开口度的获取方法)根据现场数据回归得到轧件宽厚比与侧压量关系曲线，合理分配各道次侧压量，有效减小立辊磨损，防止在轧制宽带钢时立辊挤压量太大致使轧件弯曲。
上述文献从热轧带钢粗轧大立辊的工艺设计、控制系统等方面进行了全方位的介绍，提高了粗轧大立辊的应用效果。但是上述所有文献都没有涉及粗轧大立辊控制精度的在线定量评价，本发明通过建立热轧带钢粗轧大立辊精度评价方法，实时判断粗轧大立辊运行的精度和状态，为生产现场及时排除设备和生产故障提供帮助。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法。
该方法首先实时采集粗轧大立辊设定和实测数据，根据触发事件启动粗轧大立辊指标计算，然后对AWC缸同步性进行精度评价，对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价，再对传动速度一致性进行精度评价，对设定与实际压力的偏差进行精度评价，对短行程跟踪及位置准确性进行精度评价，对两侧轧制力差进行精度评价，对立辊开口度标定偏差进行精度评价，最后对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价。
具体包括步骤如下：
(1)实时采集粗轧大立辊设定和实测数据；
(2)根据触发事件启动粗轧大立辊下述步骤(3)-(5)中指标计算；
(3)对AWC缸同步性进行精度评价；
(4)对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价；
(5)对传动速度一致性、设定与实际压力的偏差、短行程跟踪准确性、短行程位置准确性、两侧轧制力差及立辊开口度标定偏差进行精度评价；
(6)对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价。
其中，步骤(1)中粗轧大立辊设定和实测数据包括立辊传动侧辊缝实际值、立辊操作侧辊缝反馈值、立辊轧制力反馈值、立辊传动侧辊缝设定值、立辊操作侧辊缝设定值、立辊主传动传动侧速度反馈值、立辊主传动操作侧速度反馈值、立辊主传动速度设定值、头部/尾部短行程控制信号、头部/尾部短行程各道次控制点位置设定值、头部/尾部短行程各道次辊缝补偿量设定值。
步骤(2)中触发事件为粗轧大立辊投用且粗轧各道次抛钢。
步骤(3)中评价过程如下：
首先得到AWC缸同步性的计算结果：
根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定立辊轧制时区，即评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内根据四个AWC缸对应的辊缝反馈信号分别求彼此的相关系数ω1、ω′1、ω″1、ω″1，然后在相关系数中求最小值ω1,min即为AWC缸同步性的计算结果：
Figure BDA0002956847840000031
Figure BDA0002956847840000032
Figure BDA0002956847840000033
Figure BDA0002956847840000034
ω1,min＝min(ω1,ω′1,ω″1,ω″′1)
上式中，ω1、ω′1、ω″1、ω″′1分别为1#AWC缸和2#AWC缸、2#AWC缸和3#AWC缸、3#AWC缸和4#AWC缸、4#AWC缸和1#AWC缸辊缝反馈信号的相关系数，y1(n)、y′1(n)、y″1(n)、y″′1(n)分别表示四个AWC缸对应的辊缝反馈信号，cov(y1(n),y′1(n))、cov(y′1(n),y″1(n))、cov(y″1(n),y″′1(n))、cov(y″′1(n),y1(n))分别表示两个反馈信号的协方差，var(y1(n))、var(y′1(n))、var(y″1(n))、var(y″′1(n))分别表示反馈信号的方差；
其次，对AWC缸同步性进行精度评价：
实时将AWC缸同步性计算结果与正常范围[thd1,thd′1]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
步骤(4)中具体评价过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定开口度实际值与设定值偏差评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由开口度设定信号的平均值
Figure BDA0002956847840000035
和开口度反馈信号的平均值
Figure BDA0002956847840000036
求差值的绝对值Δy3即为评价指标的计算结果：
Figure BDA0002956847840000041
上式中，y3(n)表示开口度设定信号，y′3(n)表示入口开口度反馈信号；
其次，实时将入口开口度实际值与设定值偏差计算结果Δy3与正常范围[thd2,thd′2]比较并进行判定，当计算结果Δy3超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
步骤(5)中对传动速度一致性进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定传动速度一致性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由传动侧速度反馈信号和操作侧速度反馈信号求相关系数ω3即为传动速度一致性评价指标的计算结果：
Figure BDA0002956847840000042
上式中，y3(n)表示传动侧速度反馈信号，y′3(n)表示操作侧速度反馈信号；
其次，实时对出口传动速度一致性计算结果分别与正常范围[thd3,thd′3]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对设定与实际压力的偏差进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定咬钢瞬间时区，即评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由立辊压力设定信号和立辊压力反馈信号求差Δy4(n)，然后在偏差序列中求最大值Δy4,max即为设定与实际压力的偏差评价指标的计算结果：
Δy4(n)＝y4(n)-y′4(n)
Δy4＝max(Δy4(n))
上式中，y4(n)表示立辊压力设定信号，y′4(n)表示立辊压力反馈信号；
其次，实时对设定与实际压力的偏差计算结果与正常范围[thd4,thd′4]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对短行程跟踪准确性进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定短行程跟踪准确性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；再在此时间序列内找到头部短行程控制信号的上升沿对应时刻t5和立辊轧制力反馈信号在咬钢瞬间的突变时刻t′5，这两个时刻求时差的最小值、最大值分别记作t5,min、t5,max，再对轧件速度积分即为短行程跟踪准确性L的计算结果：
t5,min＝min(t5,t′5)
t5,max＝max(t5,t′5)
Figure BDA0002956847840000051
上式中，L为短行程跟踪偏差，即跟踪准确性指标计算结果，h表示采样时频，v(n)表示轧件速度；
其次，实时将短行程跟踪准确性与正常范围[thd5,thd′5]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对短行程位置准确性进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定短行程位置准确性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；再在此时间序列内确定头部/尾部短行程各道次第i个设定点的辊缝补偿量设定值si，此值与此时刻处立辊辊缝设定值y6(ni)之和然后与此时刻处立辊辊缝反馈值y′6(ni)的差值绝对值Δy6(ni)即为此设定点处的短行程位置准确性计算数值，然后对N6个设定点分别求偏差，在这些偏差中求最大值Δy6(n)即为本道次的短行程位置准确性：
Δy6(n)＝max|si+y6(ni)-y′6(ni)|(其中1≤i≤N6)
其次，实时将短行程位置准确性计算结果Δy6(n)与正常范围[thd6,thd′6]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对两侧轧制力差进行精度评价的具体过程如下：
根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定两侧轧制力差评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内根据传动侧轧制力信号和操作侧轧制力反馈信号分别求其均值
Figure BDA0002956847840000052
再求差的绝对值Δy7(n)即为两侧轧制力差：
Figure BDA0002956847840000061
其次，实时对粗轧大立辊两侧轧制力差计算结果Δy7(n)与正常范围[thd7,thd′7]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对立辊开口度标定偏差进行精度评价的具体过程如下：
首先确定此指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内分别计算立辊开口度最先达到稳态的信号点(xm,ym)，此处达到稳态的时刻定义为反馈信号进入允许的误差带(设定值附近±5％作为误差带)并不再超出该误差带的最小时间，计算立辊开口度反馈信号达到稳态后N8个样本点的均值
Figure BDA0002956847840000062
此均值与标定给定值
Figure BDA0002956847840000063
的偏差然后取绝对值Δy8即为立辊开口度实测偏差：
Figure BDA0002956847840000064
Figure BDA0002956847840000065
上式中，yi表示立辊开口度反馈信号达到稳态后第i个样本点的开口度；
其次，实时对立辊开口度实测偏差计算结果与正常范围[thd8,thd′8]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
步骤(6)中对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价的具体过程如下：
评价体系将每卷钢各道次分为步骤(3)-步骤(5)中的八项指标，在w1～w4四个等级评分体系下，各指标得分分配公式如下：
Figure BDA0002956847840000066
上式中，sk表示粗轧大立辊第k个指标的得分，Thdk1,Thdk2,Thdk3分别表示各级阈值，各个指标的各级阈值需要根据设备实际运行状况给定，w1～w4表示指标Indexk在不同范围内的得分；粗轧大立辊实际轧制第j道次各指标的总得分sEM(j)公式如下：
sEM(j)＝∑sk
粗轧大立辊运行精度综合评分sEM公式如下：
Figure BDA0002956847840000071
上式中，N9表示粗轧大立辊实际轧制的总道次数，q(j)表示粗轧大立辊实际轧制第j道次得分的权重；
实时对粗轧大立辊运行精度综合评分与正常范围[thd9,thd′9]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，将粗轧大立辊精度评价内容分解成易量化、易采集数据的若干项具体指标，这些指标在四级评分体系下与对应阈值比较后产生评分结果，然后将各评分相加得到粗轧大立辊精度综合评分，本发明通过建立热轧带钢粗轧大立辊精度评价方法，实时判断粗轧大立辊运行的精度和状态，为生产现场及时排除设备和生产故障提供帮助。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图；
图2为本发明方法已轧50卷钢粗轧大立辊各指标计算结果；
图3为本发明方法已轧50卷钢粗轧大立辊各指标评分情况。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、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。
本发明提供一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法。
如图1所示，本方法首先实时采集粗轧大立辊设定和实测数据，根据触发事件启动粗轧大立辊指标计算，然后对AWC缸同步性进行精度评价，对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价，再对传动速度一致性进行精度评价，对设定与实际压力的偏差进行精度评价，对短行程跟踪及位置准确性进行精度评价，对两侧轧制力差进行精度评价，对立辊开口度标定偏差进行精度评价，最后对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价。
具体包括步骤如下：
(1)实时采集粗轧大立辊设定和实测数据；
(2)根据触发事件启动粗轧大立辊指标计算；
(3)对AWC缸同步性进行精度评价；
(4)对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价；
(5)对传动速度一致性、设定与实际压力的偏差、短行程跟踪准确性、短行程位置准确性、两侧轧制力差及立辊开口度标定偏差进行精度评价；
(6)对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
本发明实施例提供一种热轧带钢的粗轧大立辊精度评价与分析方法，将评价目标进行内容分解后得到易量化、易采集数据的若干项指标，分别确立各分项指标的数值，并在四级评分体系下对各指标评分，最后得到粗轧大立辊综合评分。
如图1所示，为本发明实施例提供的分析法的流程示意图，如图所示，该方法可以包括以下步骤：
S1，粗轧大立辊评分前首先需要准备数据，包括数据采集、数据整理、信号滤波，钢卷数据切割等。采集信号包括立辊传动侧辊缝实际值、立辊操作侧辊缝反馈值、立辊轧制力反馈值、立辊传动侧辊缝设定值、立辊操作侧辊缝设定值、立辊主传动传动侧速度反馈值、立辊主传动操作侧速度反馈值、立辊主传动速度设定值、头部/尾部短行程控制信号、头部/尾部短行程各道次控制点位置设定值、头部/尾部短行程各道次辊缝补偿量设定值、粗轧大立辊设备尺寸等。
S2，根据触发事件启动粗轧大立辊指标计算，触发事件是粗轧大立辊投用且粗轧各道次抛钢。
S3，对AWC缸同步性进行精度评价，此评价指标计算过程如下；
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定立辊轧制时区，即评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内根据四个AWC缸对应的辊缝反馈信号分别求彼此的相关系数ω1、ω′1、ω″1、ω″′1，然后在相关系数中求最小值ω1,min即为AWC缸同步性的计算结果：
Figure BDA0002956847840000091
Figure BDA0002956847840000092
Figure BDA0002956847840000093
Figure BDA0002956847840000094
ω1,min＝min(ω1,ω′1,ω″1,ω″′1)
上式中，ω1、ω′1、ω″1、ω″′1分别为1#AWC缸和2#AWC缸、2#AWC缸和3#AWC缸、3#AWC缸和4#AWC缸、4#AWC缸和1#AWC缸辊缝反馈信号的相关系数，y1(n)、y′1(n)、y″1(n)、y″′1(n)分别表示四个AWC缸对应的辊缝反馈信号，cov(y1(n),y′1(n))、cov(y′1(n),y″1(n))、cov(y″1(n),y″′1(n))、cov(y″′1(n),y1(n))分别表示两个反馈信号的协方差，var(y1(n))、var(y′1(n))、var(y″1(n))、var(y″′1(n))分别表示反馈信号的方差；
实时将AWC缸同步性计算结果与正常范围[thd1,thd′1]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S4，对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价，此评价指标具体计算过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定开口度实际值与设定值偏差评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由开口度设定信号的平均值
Figure BDA0002956847840000097
和开口度反馈信号的平均值
Figure BDA0002956847840000095
求差值的绝对值Δy3即为此指标的计算结果：
Figure BDA0002956847840000096
上式中，y3(n)表示开口度设定信号，y′3(n)表示入口开口度反馈信号；
实时将入口开口度实际值与设定值偏差计算结果与正常范围[thd2,thd′2]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S5，对传动速度一致性进行精度评价，具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定传动速度一致性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由传动侧速度反馈信号和操作侧速度反馈信号求相关系数ω3即为此指标的计算结果：
Figure BDA0002956847840000101
上式中，y3(n)表示传动侧速度反馈信号，y′3(n)表示操作侧速度反馈信号；
实时对出口传动速度一致性计算结果分别与正常范围[thd3,thd′3]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S6，对设定与实际压力的偏差进行精度评价，具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定咬钢瞬间时区，即评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由立辊压力设定信号和立辊压力反馈信号求差Δy4(n)，然后在偏差序列中求最大值Δy4,max即为此指标的计算结果：
Δy4(n)＝y4(n)-y′4(n)
Δy4＝max(Δy4(n))
上式中，y4(n)表示立辊压力设定信号，y′4(n)表示立辊压力反馈信号；
实时对设定与实际压力的偏差计算结果与正常范围[thd4,thd′4]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S7，对短行程跟踪准确性进行精度评价，具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定短行程跟踪准确性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；再在此时间序列内找到头部短行程控制信号的上升沿对应时刻t5和立辊轧制力反馈信号在咬钢瞬间的突变时刻t5′，这两个时刻求时差的最小值、最大值分别记作t5,min、t5,max，再对轧件速度积分即为短行程跟踪准确性L的计算结果：
t5,min＝min(t5,t′5)
t5,max＝max(t5,t′5)
Figure BDA0002956847840000111
上式中，L为短行程跟踪偏差，即跟踪准确性指标计算结果，h表示采样时频，v(n)表示轧件速度。
实时将短行程跟踪准确性与正常范围[thd5,thd′5]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S8，对短行程位置准确性进行精度评价，具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定短行程位置准确性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；再在此时间序列内确定头部/尾部短行程各道次第i个设定点的辊缝补偿量设定值si，此值与此时刻处立辊辊缝设定值y6(ni)之和然后与此时刻处立辊辊缝反馈值y′6(ni)的差值绝对值Δy6(ni)即此设定点处的短行程位置准确性计算数值，然后对N6个设定点分别求偏差，在这些偏差中求最大值Δy6(n)即本道次的短行程位置准确性：
Δy6(n)＝max|si+y6(ni)-y′6(ni)|(其中1≤i≤N6)
实时将短行程位置准确性计算结果与正常范围[thd6,thd′6]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S9，对两侧轧制力差进行精度评价，具体过程如下：：
根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定两侧轧制力差评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内根据传动侧轧制力信号和操作侧轧制力反馈信号分别求其均值
Figure BDA0002956847840000112
再求差的绝对值Δy7(n)即为两侧轧制力差：
Figure BDA0002956847840000121
实时对粗轧大立辊两侧轧制力差计算结果与正常范围[thd7,thd′7]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S10，对立辊开口度标定偏差进行精度评价，具体过程如下：
首先确定此指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内分别计算立辊开口度最先达到稳态的信号点(xm,ym)，此处达到稳态的时刻定义为反馈信号进入允许的误差带(设定值附近±5％作为误差带)并不再超出该误差带的最小时间。
计算立辊开口度反馈信号达到稳态后N8个样本点的均值
Figure BDA0002956847840000122
此均值与标定给定值
Figure BDA0002956847840000123
的偏差然后取绝对值Δy8即为立辊开口度实测偏差计算结果。
Figure BDA0002956847840000124
Figure BDA0002956847840000125
上式中，yi表示立辊开口度反馈信号达到稳态后第i个样本点的开口度；
实时对立辊开口度实测偏差计算结果与正常范围[thd8,thd′8]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
S11，对粗轧大立辊运行精度进行综合评价，具体过程如下：
评价体系将每卷钢各道次分为八项指标，在w1～w4四个等级评分体系下，各指标得分分配公式如下：
Figure BDA0002956847840000126
上式中，sk表示粗轧大立辊第k个指标的得分，Thdk1,Thdk2,Thdk3分别表示各级阈值，各个指标的各级阈值需要根据设备实际运行状况给定，w1～w4表示指标Indexk在不同范围内的得分；粗轧大立辊实际轧制第j道次各指标的总得分sEM(j)公式如下：
sEM(j)＝∑sk
粗轧大立辊运行精度综合评分sEM公式如下：
Figure BDA0002956847840000131
上式中，N9表示粗轧大立辊实际轧制的总道次数，q(j)表示粗轧大立辊实际轧制第j道次得分的权重；
实时对粗轧大立辊运行精度综合评分与正常范围[thd9，thd′9]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
该方法应用在某1780mm热连轧生产线上，粗轧大立辊最大单侧压下量5mm。
本发明粗轧大立辊精度评价结果如表1所示：从表中可以快速地查询到粗轧大立辊各指标计算结果、评分情况、所占权重、综合得分等；对于此案例，两侧轧制力差出现扣分情况，此卷钢总评分为90分。
图2和图3分别表示已轧50卷钢粗轧大立辊各指标计算结果和评分情况，可以清楚地展示粗轧大立辊随轧制块数各指标计算结果与评分的趋势变化，粗轧大立辊综合评分在15～23卷时出现分数较低的波动，方便现场人员定位设备工艺精度下降的部位、核查设备状态、查看粗轧大立辊运行状态的变化情况。
表1粗轧大立辊精度评价结果表
Figure BDA0002956847840000132
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)实时采集粗轧大立辊设定和实测数据；
(2)根据触发事件启动粗轧大立辊下述指标计算；
(3)对AWC缸同步性进行精度评价；
(4)对开口度实际值与设定值偏差进行精度评价；
(5)对传动速度一致性、设定与实际压力的偏差、短行程跟踪准确性、短行程位置准确性、两侧轧制力差及立辊开口度标定偏差进行精度评价；
(6)对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价。
2.根据权利要求1所述的热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中粗轧大立辊设定和实测数据包括立辊传动侧辊缝实际值、立辊操作侧辊缝反馈值、立辊轧制力反馈值、立辊传动侧辊缝设定值、立辊操作侧辊缝设定值、立辊主传动传动侧速度反馈值、立辊主传动操作侧速度反馈值、立辊主传动速度设定值、头部/尾部短行程控制信号、头部/尾部短行程各道次控制点位置设定值、头部/尾部短行程各道次辊缝补偿量设定值。
3.根据权利要求1所述的热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：所述步骤(2)中触发事件为粗轧大立辊投用且粗轧各道次抛钢。
4.根据权利要求1所述的热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：所述步骤(3)中评价过程如下：
首先得到AWC缸同步性的计算结果：
根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定立辊轧制时区，即评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内根据四个AWC缸对应的辊缝反馈信号分别求彼此的相关系数ω1、ω′1、ω″1、ω″′1，然后在相关系数中求最小值ω1,min即为AWC缸同步性的计算结果：
Figure FDA0002956847830000011
Figure FDA0002956847830000021
Figure FDA0002956847830000022
Figure FDA0002956847830000023
ω1,min＝min(ω1,ω′1,ω″1,ω″′1)
上式中，ω1、ω′1、ω″1、ω″′1分别为1#AWC缸和2#AWC缸、2#AWC缸和3#AWC缸、3#AWC缸和4#AWC缸、4#AWC缸和1#AWC缸辊缝反馈信号的相关系数，y1(n)、y′1(n)、y″1(n)、y″′1(n)分别表示四个AWC缸对应的辊缝反馈信号，cov(y1(n),y′1(n))、cov(y′1(n),y″1(n))、cov(y″1(n),y″′1(n))、cov(y″′1(n),y1(n))分别表示两个反馈信号的协方差，var(y1(n))、var(y′1(n))、var(y″1(n))、var(y″′1(n))分别表示反馈信号的方差；
其次，对AWC缸同步性进行精度评价：
实时将AWC缸同步性计算结果与正常范围[thd1,thd′1]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
5.根据权利要求1所述的热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：所述步骤(4)中评价过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定开口度实际值与设定值偏差评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由开口度设定信号的平均值
Figure FDA0002956847830000024
和开口度反馈信号的平均值
Figure FDA0002956847830000025
求差值的绝对值Δy3即为评价指标的计算结果：
Figure FDA0002956847830000026
上式中，y3(n)表示开口度设定信号，y′3(n)表示入口开口度反馈信号；
其次，实时将入口开口度实际值与设定值偏差计算结果Δy3与正常范围[thd2,thd′2]比较并进行判定，当计算结果Δy3超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
6.根据权利要求1所述的热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：所述步骤(5)中对传动速度一致性进行精度评价的过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定传动速度一致性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由传动侧速度反馈信号和操作侧速度反馈信号求相关系数ω3即为传动速度一致性评价指标的计算结果：
Figure FDA0002956847830000031
上式中，y3(n)表示传动侧速度反馈信号，y′3(n)表示操作侧速度反馈信号；
其次，实时对出口传动速度一致性计算结果ω3与正常范围[thd3,thd′3]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对设定与实际压力的偏差进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定咬钢瞬间时区，即评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内由立辊压力设定信号和立辊压力反馈信号求差Δy4(n)，然后在偏差序列中求最大值Δy4,max即为设定与实际压力的偏差评价指标的计算结果：
Δy4(n)＝y4(n)-y′4(n)
Δy4,max＝max(Δy4(n))
上式中，y4(n)表示立辊压力设定信号，y′4(n)表示立辊压力反馈信号；
其次，实时对设定与实际压力的偏差计算结果Δy4,max与正常范围[thd4,thd′4]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对短行程跟踪准确性进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定短行程跟踪准确性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；再在此时间序列内找到头部短行程控制信号的上升沿对应时刻t5和立辊轧制力反馈信号在咬钢瞬间的突变时刻t′5，这两个时刻求时差的最小值、最大值分别记作t5,min、t5,max，再对轧件速度积分即为短行程跟踪准确性L的计算结果：
t5,min＝min(t5,t′5)
t5,max＝max(t5,t′5)
Figure FDA0002956847830000041
上式中，L为短行程跟踪偏差，即跟踪准确性指标计算结果，h表示采样时频，v(n)表示轧件速度；
其次，实时将短行程跟踪准确性与正常范围[thd5,thd′5]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对短行程位置准确性进行精度评价的具体过程如下：
首先根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定短行程位置准确性评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；再在此时间序列内确定头部/尾部短行程各道次第i个设定点的辊缝补偿量设定值si，此值与此时刻处立辊辊缝设定值y6(ni)之和然后与此时刻处立辊辊缝反馈值y′6(ni)的差值绝对值Δy6(ni)即为此设定点处的短行程位置准确性计算数值，然后对N6个设定点分别求偏差，在这些偏差中求最大值Δy6(n)即为本道次的短行程位置准确性：
Δy6(n)＝max|si+y6(ni)-y′6(ni)|,1≤i≤N6
其次，实时将短行程位置准确性计算结果Δy6(n)与正常范围[thd6,thd′6]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对两侧轧制力差进行精度评价的具体过程如下：
根据粗轧大立辊咬钢和抛钢标志位信号确定两侧轧制力差评价指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内根据传动侧轧制力信号和操作侧轧制力反馈信号分别求其均值
Figure FDA0002956847830000042
再求差的绝对值Δy7(n)即为两侧轧制力差：
Figure FDA0002956847830000043
其次，实时对粗轧大立辊两侧轧制力差计算结果Δy7(n)与正常范围[thd7,thd′7]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态；
对立辊开口度标定偏差进行精度评价的具体过程如下：
首先确定此指标的起止时区[t1,t′1]，其中，t1为咬钢时刻，t′1为抛钢时刻；在此时间序列内分别计算立辊开口度最先达到稳态的信号点(xm,ym)，此处达到稳态的时刻定义为反馈信号进入允许的误差带并不再超出该误差带的最小时间，计算立辊开口度反馈信号达到稳态后N8个样本点的均值
Figure FDA0002956847830000051
此均值与标定给定值
Figure FDA0002956847830000052
的偏差取绝对值Δy8即为立辊开口度实测偏差：
Figure FDA0002956847830000053
Figure FDA0002956847830000054
上式中，yi表示立辊开口度反馈信号达到稳态后第i个样本点的开口度；
其次，实时对立辊开口度实测偏差计算结果Δy8(n)与正常范围[thd8,thd′8]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
7.根据权利要求1所述的热轧带钢粗轧大立辊的在线精度评价方法，其特征在于：所述步骤(6)中对粗轧大立辊运行精度进行在线综合评价的具体过程如下：
评价体系将每卷钢各道次分为步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)中的八项指标，在w1～w4四个等级评分体系下，各指标得分分配公式如下：
Figure FDA0002956847830000055
上式中，sk表示粗轧大立辊第k个指标的得分，Thdk1,Thdk2,Thdk3分别表示各级阈值，各个指标的各级阈值需要根据设备实际运行状况给定，w1～w4表示指标Indexk在不同范围内的得分；粗轧大立辊实际轧制第j道次各指标的总得分sEM(j)公式如下：
sEM(j)＝∑sk
粗轧大立辊运行精度综合评分sEM公式如下：
Figure FDA0002956847830000056
上式中，N9表示粗轧大立辊实际轧制的总道次数，q(j)表示粗轧大立辊实际轧制第j道次得分的权重；
实时对粗轧大立辊运行精度综合评分与正常范围[thd9,thd′9]比较并进行判定，当计算结果超出正常范围时，及时在画面上报警，提醒现场人员核查、调整粗轧大立辊工作状态。
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