CN113275392B - 一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，适用于侧导板上方布置有钢板轮廓仪(POG)或测宽仪的现代化中厚板产线，在自动化系统中增加周期标定计算模块，该模块累计计算若干块侧导板与轮廓仪宽度偏差量之后，进行数据滤波后，自适应调整侧导板标定值。本发明节省侧导板开口度标定操作的时间、人力成本，减少安全风险，并且提高侧导板测量宽度的精度。

Description

一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法

技术领域

本发明涉及中厚板轧制生产线的自动控制技术，更具体地说，涉及一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，特别适用于侧导板上方布置有钢板轮廓仪的中厚板生产线。

背景技术

目前有的现代化中厚板轧制生产线装备有钢板轮廓仪(又称POG)，POG通常安装在轧机机前侧导板的上方，提供钢板宽度及轮廓测量数据，用于钢板宽度控制及钢板平面形状控制，如一般钢铁企业使用的5米厚板轧制生产线。

现代化中厚板轧机机架前后布置的侧导板，又被称为推床，是钢板进入轧机的导卫装置，其基本作用是通过夹持及引导，将钢板对中(对齐轧机中心线)地导入轧机中，通常情况下，侧导板通过液压控制，会减少钢板长度方向的侧弯(俗称“镰刀湾”)的产生。但在各中厚板厂的生产实践中，因为对中夹持操作的侧导板开口度可以大致表征钢板宽度，所以侧导板又演化出多种附加作用，比如指导后续道次侧导板开口度(CN 103962387 A，一种轧钢测导板位置跟随的动态控制方法)，又如采用侧导板开口度作为实测宽度校验模型计算宽度，并修正立辊辊缝设定(CN 102825072 A，侧导板对中测宽修正立辊辊缝设定的方法)，再如侧导板开口度作为轧机宽度控制模型的输入值之一，与定宽机前测宽仪数据、上游工序板坯基准值等相互比较，推断出宽度控制模型最终接收的板坯宽度数值(CN 105642676A，一种利用侧导板辊缝值进行宽度模型控制的方法)。

上述这些侧导板附加功能应用效果的好坏，都依赖于侧导板开口度精度，这引起了人们对侧导板标定过程及精度的关注。具体而言，侧导板的标定精度可以分成两个生产工艺关心的精度指标，一个是开口精度，即两导板间距离的电气显示值与实际值之间的偏差，另一个是对中度精度，表征两导板间中心线与轧机中心线的重合情况。对于与宽度控制相关的侧导板附加功能而言，更关注侧导板开口度标定过程与开口度精度。

现有的侧导板开口度标定方法是在生产停机期间，操作人员用卷尺直接测量两导板间距离作为参考开口度，手工记录卷尺测量值，并人工输入到电气程序中，由电气程序把参考开口度与侧导板液压缸位置检测数值比较，保存标定偏差，在标定后，电气程序的侧导板开口度测量值实际为位置检测值与标定偏差之和。

目前关于侧导板开口度标定的技术方案涉及不多，主要有几个共同特点：

1)在生产停机以后实施，不能在生产过程中实施；

2)用精心设计的专用装置代替卷尺，进行两导板间距离测量，有些还能代替笔与纸，直接进行信息传递；

3)标定流程需要人工操作或者半自动操作，所谓半自动操作是指需要人工启动标定流程，后续标定过程，由电气系统自动完成。

对于中厚板轧机侧导板开口度标定方法而言，常规卷尺测量标定方法的问题点如下：

1)如同CN 202485591 U背景技术部分所言，由于侧导板衬板和高温钢板接触摩擦，会产生逐渐磨损，而为修复磨损进行的缺陷处激光堆焊，又经常使得衬板底部变形，测量基准面确认不易。简而言之，即衬板磨损及修复影响侧导板开口度精度，而且衬板磨损是在整个生产周期中偶发出现，磨损情况在生产周期是变化的；

2)如同CN 206898071 U背景技术部分所言，在轧制过程中，如果侧导板液压缸设备状态不佳，可能会发生缓慢内部泄漏，驱动传动链也会产生磨损，这些都影响侧导板开口度精度，使得侧导板测量宽度值偏小。

对于上述两个问题点，CN 206898071 U给出了解决方案，即在标定时，考虑从上个停机标定至今的油缸内泄情况，进行补偿。但是，侧导板常规标定周期是以周为单位，也就是说如果发生内泄，需在几周后才能在标定中体现。

综上所述，现有技术的不足之处主要体现在：

1)在停机时进行侧导板开口度标定，减少了生产时间，降低了轧线有效作业率；

2)除用卷尺方法外，常需要额外添置专用测量装置，增加成本投资与设备维护量；

3)多是在机旁现场作业，操作人员的安全风险高；

4)标定间隔周期长，对于影响开口度精度的衬板磨损、油缸内泄、传动链磨损等设备状态问题，不能及时适应，影响最终输出的侧导板宽度精度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，利用高精度校准的测宽仪测量宽度，在生产过程中，按照一定周期，自动进行侧导板开口度标定，既省时省力，又从本质上增加了操作安全性，并且提高了侧导板宽度精度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，在侧导板上方安装有可实时测量钢板宽度的测宽仪表WG，所述测宽仪表WG连接计算模块C1，所述计算模块C1连接执行模块C2，所述执行模块C2用于驱动所述侧导板上的液压缸，

所述方法包括以下步骤：

将侧导板开口度显示值Ki、所述测宽仪表WG测得的宽度测量数据Wi分别引入所述计算模块C1；

所述计算模块C1计算所述宽度测量数据Wi与所述侧导板开口度显示值Ki之间的偏差值Pi＝Wi-Ki；

在时间T内，累计保存偏差值Pi(i＝1～n)，获得一组偏差值P1～Pn；

所述计算模块C1对所述一组偏差值P1～Pn滤波提取特征值处理，得到最终标定参考量Pr；

所述执行模块C2根据最终标定参考量Pr、旧的侧导板标定基准数据Pz_旧计算新的侧导板标定基准数据Pz_新；

自动进行侧导板标定基准数值Pz的替换，所述执行模块C2控制所述侧导板上的液压缸完成侧导板开口度自动标定。

所述计算模块C1对所述一组偏差量P1～Pn滤波提取特征值处理包括：

对偏差值Pi进行排序和筛选，

筛选包括排除正偏差大于A％的数据和负偏差B％的数据，

根据其余数据的数值计算平均值，该平均值作为最终标定参考量Pr。

所述A％、所述B％均设定为10％～30％。

所述执行模块C2按照以下公式计算得到新的侧导板标定基准数值Pz_新：

Pz_新＝α×Pr+(1-α)×Pz_旧

上式中，Pz_旧是旧的侧导板标定基准数值，Pz_新是新的侧导板标定基准数值，α为系数。

α在0.1～0.8之间。

所述时间T为1～6小时。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，还具有以下几点有益效果：

1)节省了侧导板标定时间，从而缩短了生产停机时间，可增加日有效生产作业时间约5分钟，折合日产量约增加0.35％；

2)因不需要操作人员在轧机现场操作作业，从本质上保证了操作人员的生产安全性；

3)利用高精度的测宽仪表数据，不仅提高了侧导板宽度精度，还能更快速的反映出侧导板设备功能状态的变化。

附图说明

图1是本发明标定方法现场布置的示意图；

图2是本发明标定方法的流程示意图；

图3是本发明标定方法实施例的时序示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图3所示，本发明所提供的一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，在侧导板上方安装有测宽仪或钢板轮廓仪等可实时测量钢板宽度的仪表WG，钢板轮廓仪测量数据原本用于钢板平面形状控制模型，用于平面形状控制道次及立辊设定优化。在本发明标定方法中，测量宽度数据被引入到了侧导板开口度自动化标定的计算模块C1，用于自动标定侧导板开口度。

如图2所示，具体过程如下：

当钢板在侧导板中时，根据生产过程控制需要，在转钢后等道次会自动进行对中操作，这是过程控制L2计算机自动发起的。在对中操作中，钢板被两次的导板夹持，当夹持力达到一定程度时，自动化系统认为钢板已被推放到了轧机中心线位置，此时侧导板逐渐打开，辊道运输钢板向轧机方向前进，开始后续轧制。而当侧导板夹持力达到前述程度时，此时的侧导板液压缸位置被电气程序记录下，并与标定基准数值合并后，作为侧导板开口度显示值Ki，显示在电气画面上，并被送往新增的自动化标定的计算模块C1，与此同时，位于侧导板上方的测宽仪表WG，测量出的钢板宽度数据Wi也被送往C1。

在计算模块C1，计算宽度测量值与开口度显示值之间的偏差值Pi＝Wi-Ki。当该此计算时的时刻，与初次数据点记录时的时刻比较，如果小于给定时间T，那么就仅把本次计算结果Pi缓存在该计算模块C1内部。T为1小时～6小时。

当累计了若干次测量后，此时时刻与初次数据点记录时的时刻比较，如果大于等于给定时间T，则转入数据滤波筛选过程。累计的数据量与T设定大小及生产节奏有关，大致有几十个数据点。考虑到钢板沿长度方向弯曲的“镰刀弯”形状会增加侧导板开口度等因素，需要对已获得的数据进行一定的筛选处理，以便得到更真实的宽度数值。数据滤波筛选的规则是：

对已缓存的多个偏差数据，按照大小排序，排出正偏差最大的若干组数据(排除量在10％～30％)，同时排除负偏差最大的若干组数据(排除量在10％～30％)，其余偏差数值平均值作为最终标定参考量Pr。此后把计算模块C1中的初始记录时刻重新初始化为当前时刻。

此时得到最终标定参考量Pr，被送到执行模块C2，在执行模块C2中按照以下公式，计算新的侧导板基准数据Pz：

Pz_新＝alpha×Pr+(1-alpha)×Pz_旧

上式中，Pz_旧是旧的在执行的侧导板标定基准数值，Pz_新是新的标定后将执行的侧导板标定基准数值，alpha在0.1～0.8之间。

此后执行模块C2执行现有的标定数据更新程序，自动完成后续的侧导板开口度标定过程，使得此后的侧导板开口度显示值基于新更新的标定基准数值。

实施例

对于精轧机侧导板上方安装有钢板轮廓仪(POG)的中厚板产线。

钢板对中操作后，侧导板开口度显示值Ki，和POG测量出的钢板宽度数据Wi被送往计算模块C1。

在计算模块C1的周期时间(T＝1.2小时)内记录下了20次钢板宽度测量数据Wi和对应的侧导板开口度显示值Ki，列表如下：

对Pi排序后，排除正偏差最大的20％，与负偏差最大的20％。

保留下的数据取平均值，得到Pr＝-8.58mm。

标定参考量Pr输入到执行模块C2，在执行模块C2中按照公式，计算新的侧导板基准数据Pz。原先的Pz为-5.11mm，alpha取0.5。

Pz_新＝alpha×Pr+(1-alpha)×Pz_旧

Pz_新＝0.5×(-8.58)+(1-0.5)×(-5.11)＝-6.85mm

此后执行模块C2执行已有标定数据更新程序，用-6.85mm替换原有-5.11mm，自动完成后续的侧导板开口度标定过程，使得此后的侧导板开口度显示值基于新更新的标定基准数值-6.85mm。

本发明标定方法生产过程中，利用已安装在侧导板上方的宽度测量仪表，自动进行侧导板开口度标定，可以较快速的反映出侧导板因为磨损、泄漏等原因造成的侧导板实际开口度变化，不需要生产停机，不影响生产节奏。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，在侧导板上方安装有可实时测量钢板宽度的测宽仪表WG，所述测宽仪表WG连接计算模块C1，所述计算模块C1连接执行模块C2，所述执行模块C2用于驱动所述侧导板上的液压缸，

其特征在于：所述方法包括以下步骤：

将侧导板开口度显示值Ki、所述测宽仪表WG测得的宽度测量数据Wi分别引入所述计算模块C1；

所述计算模块C1计算所述宽度测量数据Wi与所述侧导板开口度显示值Ki之间的偏差值Pi＝Wi-Ki；

在时间T内，累计保存偏差值Pi，i＝1～n，获得一组偏差值P1～Pn；

所述计算模块C1对所述一组偏差值P1～Pn滤波提取特征值处理，得到最终标定参考量Pr；

所述执行模块C2根据最终标定参考量Pr、旧的侧导板标定基准数据Pz_旧计算新的侧导板标定基准数据Pz_新；

自动进行侧导板标定基准数值Pz的替换，所述执行模块C2控制所述侧导板上的液压缸完成侧导板开口度自动标定。

2.如权利要求1所述的中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，其特征在于：所述计算模块C1对所述一组偏差值P1～Pn滤波提取特征值处理包括：

对偏差值Pi进行排序和筛选，

筛选包括排除正偏差大于A％的数据和负偏差B％的数据，

根据其余数据的数值计算平均值，该平均值作为最终标定参考量Pr。

3.如权利要求2所述的中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，其特征在于：所述A％、所述B％均设定为10％～30％。

4.如权利要求1所述的中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，其特征在于：所述执行模块C2按照以下公式计算得到新的侧导板标定基准数值Pz_新：

Pz_新＝α×Pr+(1-α)×Pz_旧

上式中，Pz_旧是旧的侧导板标定基准数值，Pz_新是新的侧导板标定基准数值，α为系数。

5.如权利要求4所述的中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，其特征在于：α在0.1～0.8之间。

6.如权利要求1所述的中厚板轧机侧导板开口度全自动标定方法，其特征在于：所述时间T为1～6小时。

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