CN113714309B - 一种带钢抖动消除装置和消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢抖动消除装置和消除方法，包括：带钢抖动检测组件，与控制器连接，用于检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将目标抖动幅度发送至控制器；控制器，与张力控制调节设备连接，用于接收带钢抖动检测组件发动的目标抖动幅度，并根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数，将目标张力参数发送至张力控制调节设备；张力控制调节设备，用于接收目标张力参数，并根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。本申请通过控制器根据抖动幅度确定带钢的目标张力参数，进而依赖于张力控制调节设备对带钢的张力进行调节，可以将带钢拉紧，减小带钢在目标方向上的波动量，有效的降低带钢因张力波动导致划伤的几率。

Description

一种带钢抖动消除装置和消除方法

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，尤其涉及一种带钢抖动消除装置和消除方法。

背景技术

带钢是各类轧钢企业为了适应不同工业部门工业化生产各类金属或机械产品的需要而生产的一种窄而长的钢板。在带钢经过冷轧之后，带钢在后处理塔区域之间的跨度较长，在张力调节作用下，带钢拉伸力趋于绷紧状态，但是由于张力波动，会导致中部带钢上下抖动幅度较大，带钢下表面剐蹭其他钢结构，造成带钢下表面产生划伤，严重影响产品质量和成材率。

发明内容

本申请实施例通过提供一种带钢抖动消除装置和消除方法，解决了现有技术中带钢抖动幅度较大造成带钢下表面划伤，导致产量质量和成材率较低的技术问题，实现了降低带钢抖动造成带钢下表面划伤的几率，提高产量质量和成材率的技术效果。

第一方面，本申请提供了一种带钢抖动消除装置，装置包括：

带钢抖动检测组件，与控制器连接，用于检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将目标抖动幅度发送至控制器；

控制器，与张力控制调节设备连接，用于接收带钢抖动检测组件发动的目标抖动幅度，并根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数，将目标张力参数发送至张力控制调节设备；

张力控制调节设备，用于接收目标张力参数，并根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。

进一步地，带钢抖动检测组件包括：

支架；

带钢幅度检测传感器，安装在支架上，并与控制器连接，用于检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将目标抖动幅度发送至控制器；

底座，与支架连接。

进一步地，支架包括：

导轨，带钢幅度检测传感器安装在导轨上。

进一步地，带钢抖动检测组件还包括：

端子连接设备，分别连接带钢幅度检测传感器和控制器。

第二方面，本申请提供了一种带钢抖动消除方法，方法包括：

获取带钢在目标方向上的目标抖动幅度；

根据目标抖动幅度和获取的目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限；

当带钢的抖动超限时，根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数；

根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。

进一步地，获取带钢在目标方向上的目标抖动幅度，包括：

获取带钢在目标方向上的预设次数的实际抖动幅度；

根据预设次数的实际抖动幅度，确定目标抖动幅度。

进一步地，根据目标抖动幅度和获取的目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限，包括：

获取带钢的厚度；

根据带钢的厚度确定目标幅度限值；

根据目标抖动幅度和目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限。

进一步地，根据带钢的厚度确定目标幅度限值，包括：

根据带钢的厚度，确定目标补偿量；

根据目标补偿量和设定的基础幅度限值，确定目标幅度限值。

进一步地，在根据目标张力参数对带钢的张力进行调节之后，方法还包括：

获取带钢的实际张力参数；

根据目标张力参数和实际张力参数，对带钢的张力进行线性控制。

进一步地，根据目标张力参数和实际张力参数，对带钢的张力进行线性控制，包括：

根据目标张力参数和实际张力参数，对带钢的张力辊速度进行线性控制。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的一种带钢抖动消除装置包括带钢抖动检测组件、控制器和张力控制调节设备，通过带钢抖动检测组件检测带钢的抖动幅度，通过控制器根据抖动幅度确定带钢的目标张力参数，进而依赖于张力控制调节设备对带钢的张力进行调节，可以将带钢拉紧，减小带钢在目标方向上的波动量，有效的降低带钢因张力波动导致划伤的几率，提高产量质量和成材率。在较优情况下，甚至可以避免带钢被划伤，进一步提高产量质量和成材率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种带钢抖动消除装置的结构示意图；

图2为本申请提供的一种带钢抖动消除装置的应用示例图；

图3为本申请提供的一种带钢抖动消除方法的流程示意图。

附图标记：

1-底座，2-端子连接设备，3-电缆，4-支架，5-光纤传感器，6-圆孔，7-带钢，8-防震三脚架，9-滑轨。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种带钢抖动消除装置和消除方法，解决了现有技术中带钢抖动幅度较大造成带钢下表面划伤，导致产量质量和成材率较低的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种带钢抖动消除装置，装置包括：带钢抖动检测组件，与控制器连接，用于检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将目标抖动幅度发送至控制器；控制器，与张力控制调节设备连接，用于接收带钢抖动检测组件发动的目标抖动幅度，并根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数，将目标张力参数发送至张力控制调节设备；张力控制调节设备，用于接收目标张力参数，并根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。

本申请提供的一种带钢抖动消除装置包括带钢抖动检测组件、控制器和张力控制调节设备，通过带钢抖动检测组件检测带钢的抖动幅度，通过控制器根据抖动幅度确定带钢的目标张力参数，进而依赖于张力控制调节设备对带钢的张力进行调节，可以将带钢拉紧，减小带钢在目标方向上的波动量，有效的降低带钢因张力波动导致划伤的几率，提高产量质量和成材率。在较优情况下，甚至可以避免带钢被划伤，进一步提高产量质量和成材率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

当带钢经过冷轧操作后，产线的张力波动导致带钢会上下抖动，当带钢抖动幅度较大时，带钢的下表面会剐蹭其他钢结构，导致带钢本身出现划伤。带钢出现划伤，会严重影响产品质量和成材率。

本实施例为了解决上述技术问题，提供了如图1所示的一种带钢抖动消除装置，装置包括带钢抖动检测组件、控制器和张力控制调节设备。

带钢抖动检测组件，与控制器连接，用于检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将目标抖动幅度发送至控制器；

控制器，与张力控制调节设备连接，用于接收带钢抖动检测组件发动的目标抖动幅度，并根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数，将目标张力参数发送至张力控制调节设备；

张力控制调节设备，用于接收目标张力参数，并根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。

带钢抖动检测组件设置在带钢产线附近，检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度。通常来讲，带钢是水平传送的，会在竖直方向上发生抖动。因此，可以将目标方向设定为竖直方向。当然，当带钢不是水平放置时，目标方向则是与带钢所在平面的垂直方向。因此，目标方向可以根据带钢产线的设置状态进行确定。

带钢抖动检测组件包括支架、带钢幅度检测传感器和底座。如图2所示，底座设置在地面或者其他固定物体上；支架的一端固定在底座上，使得支架在带钢的一侧(也可以是上侧、左侧、右侧或下侧，具体的方位与使用的带钢幅度检测传感器的类型有关，后面再进行详细说明)悬空。带钢幅度检测传感器安装在支架上，并与控制器连接，用于检测带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将目标抖动幅度发送至控制器。

支架将带钢幅度检测传感器支设在带钢的一侧，使得带钢幅度检测传感器可以检测带钢的目标抖动幅度。

带钢幅度检测传感器可以是光纤传感器、红外检测传感器等。

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用，使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

在本实施例中，光纤传感器将光束打在带钢表面，通过带钢表面将光束返回至光纤传感器，通过光束的变化，确定带钢在目标方向上的高度变化。因此，当本实施例中的带钢幅度检测传感器为光纤传感器时，需要将光纤传感器设置在带钢的上侧或下侧。图2中则是将光纤传感器通过支架设置在带钢上侧的示意图。

红外检测传感器是一对设备，一侧为红外发射器，另一侧为红外接收器。将红外发射器和红外接收器置于带钢的左右两侧(左右两侧是指带钢生产线的左右两侧)，通过检测被阻挡的红外线的幅度范围，可以确定带钢的目标抖动幅度。因此，当本实施例中的带钢幅度检测传感器为红外检测传感器时，需要将红外检测传感器置于带钢的两侧。

本实施例以图2所示的结构为例，也就是以光纤传感器为例，继续对带钢抖动消除装置进行说明。

在图2中，包括底座1、端子连接设备2、电缆3、支架4、光纤传感器5、圆孔6、带钢7、防震三脚架8、滑轨9，支架4设置在底座1上，光纤传感器5设置支架4悬空的一端，并置于带钢7的上方，利用光纤传感器5照射在带钢7上，进行带钢抖动幅度的检测。防震三脚架8用于提高支架4的稳定性。

支架还可以包括导轨，带钢幅度检测传感器安装在导轨上。带钢幅度检测传感器可以在导轨上移动，进而调整光纤传感器所打光束在带钢上的位置。通常来讲，光纤传感器的光束需要在带钢中轴线附近，即光束需要处于带钢的中部位置。通过导轨就能方便、快速地将光纤传感器移动至带钢中部位置的上侧，以便于获取带钢的目标抖动幅度。

控制器可以采用PLC控制器，控制器一般设置在控制室，控制室与带钢产线之间有一定间距，因此，带钢抖动检测组件还包括端子连接设备，端子连接设备分别连接带钢幅度检测传感器和控制器。端子连接设备与带钢幅度检测传感器之间通过电缆通信，控制器与端子连接设备也通过电缆通信。

带钢抖动检测组件在检测带钢抖动幅度时，可以将每一次检测到的抖动幅度作为目标抖动幅度，也可以将预设次数的实际抖动幅度的平均值作为目标抖动幅度，也可以将预设时间段内的实际抖动幅度的平均值作为目标抖动幅度，具体可以根据实际情况确定。

当带钢发生抖动时，可以通过增加带钢的张力减小抖动幅度。因此，带钢抖动检测组件将目标抖动幅度发送至控制器，控制器根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数。控制器将目标张力参数发送至张力控制调节设备，张力控制调节设备根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。张力控制调节设备可以是张力辊速度的控制器。

综上所述，本实施例提供的一种带钢抖动消除装置包括带钢抖动检测组件、控制器和张力控制调节设备，通过带钢抖动检测组件检测带钢的抖动幅度，通过控制器根据抖动幅度确定带钢的目标张力参数，进而依赖于张力控制调节设备对带钢的张力进行调节，可以将带钢拉紧，减小带钢在目标方向上的波动量，有效的降低带钢因张力波动导致划伤的几率，提高产量质量和成材率。在较优情况下，甚至可以避免带钢被划伤，进一步提高产量质量和成材率。

基于同一发明构思，本实施例提供了如图3所示的一种带钢抖动消除方法，方法包括步骤S31-步骤S34。

步骤S31，获取带钢在目标方向上的目标抖动幅度。

步骤S32，根据目标抖动幅度和获取的目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限。

步骤S33，当带钢的抖动超限时，根据目标抖动幅度确定带钢的目标张力参数。

步骤S34，根据目标张力参数对带钢的张力进行调节。

在步骤S31中，获取带钢在目标方向上的目标抖动幅度，包括步骤S41和步骤S42。

步骤S41，获取带钢在目标方向上的预设次数的实际抖动幅度。

步骤S42，根据预设次数的实际抖动幅度，确定目标抖动幅度。

通过带钢抖动检测组件获取带钢在目标方向上每一次抖动的幅度，可以将带钢在预设次数的实际抖动幅度进行平均，得到平均抖动幅度，进而将平均抖动幅度作为目标抖动幅度。

当然，也可以是获取带钢在目标方向上的预设时间段内的实际抖动幅度，根据预设时间段内的实际抖动幅度，确定目标抖动幅度。也可以是获取带钢在目标方向上的预设时间段内预设次数的实际抖动幅度，根据预设时间段内预设次数的实际抖动幅度，确定目标抖动幅度。

例如，将预设次数设为10次，可以得到每一次的实际抖动幅度为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10，那么可以根据以下公式得到目标抖动幅度Y。

再例如，以1分钟为周期进行抖动次数获取，在某1分钟内获取到13次，可以得到每一次的实际抖动幅度为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11、Y12、Y13，那么可以根据以下公式得到每分钟对应的目标抖动幅度Y。

在步骤S32中，根据目标抖动幅度和获取的目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限，包括步骤S51-步骤S53。

步骤S51，获取带钢的厚度。

步骤S52，根据带钢的厚度获取目标幅度限值。

步骤S53，根据目标抖动幅度和目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限。

带钢有多种类型，主要以带钢的厚度划分类型。例如，带钢的厚度可以是0.5mm-1.0mm，1.0mm-1.5mm，1.5mm-2.0mm，2.0mm-2.5mm等。

不同厚度的带钢的抖动要求不一样。也就是说，不同厚度的带钢对应的目标幅度限值不一样。因此，根据带钢的厚度确定对应的目标幅度限值，进而确定带钢是否抖动超限。

在步骤S52中，根据带钢的厚度获取目标幅度限值包括步骤S61-步骤S63。

步骤S61，根据带钢的厚度，确定目标补偿量；

步骤S62，根据目标补偿量和设定的基础幅度限值，确定目标幅度限值。

对于不同厚度的带钢，其对应的抖动强度是不相同的。例如，当带钢厚度较小时，会导致带钢更容易抖动，其抖动幅度会较大，应该比基础幅度限值更大，所以需要进行补偿。因此，可以根据带钢的厚度确定对应的目标补偿量，根据目标抖动幅度和目标幅度限值，确定带钢的抖动是否超限。

例如，当厚度处于0.5mm-1.0mm范围内时，目标补偿量为M1。当厚度处于1.0mm-1.5mm范围内时，目标补偿量为M2。当厚度处于1.5mm-2.0mm范围内时，目标补偿量为M3。当厚度处于2.0mm-2.5mm范围内时，目标补偿量为M4。

在当前带钢的厚度处于0.5mm-1.0mm范围内时，基础抖动幅度是X1，根据厚度确定出抖动补偿量应该为M1，因此最终的抖动幅度限值应该是X1+M1，再根据X1+M1确定出目标张力参数。

在根据目标张力参数对带钢的张力进行调节之后，方法还包括步骤S71和步骤S72。

步骤S71，获取带钢的实际张力参数；

步骤S72，根据目标张力参数和实际张力参数，对带钢的张力进行线性控制。

为了确定带钢张力是否满足要求，可以获取带钢的实际张力参数，根据目标张力参数和实际张力参数，对带钢的张力进行线性控制，避免带钢的目标张力参数与实际张力参数之间的差异过大。

对带钢的张力进行调节主要依赖于张力辊，因此可以根据目标张力参数和实际张力参数，对带钢的张力辊速度进行线性控制，进而实现对带钢的张力进行调节。

现以一个实例对本实施例提供的一种带钢抖动消除方法进行说明。

步骤1：在人机交互画面上设定传感器的目标幅度限值为X，光纤传感器实际反馈值为Y；本发明中，实际值取10次数值取平均值。

步骤2：将产线带钢厚度划分4个范围：

0.5mm<厚度<1.0mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发补偿值M1；

1.0mm<厚度<1.5mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发补偿值M2；

1.5mm<厚度<2.0mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发补偿值M3；

2.0mm<厚度<2.5mm，当带钢厚度在此范围内时，自动下发补偿值M4；

步骤3：根据程序内判断，根据当前带钢厚度，将M1-M4附加值累加到X上；

步骤4：当0.5mm<厚度<1.0mm时，将X和Y差值做计算，输出值定义为N，张力辊速度定义为VL；

步骤5：将N实际值附加在前一段张力控制器T上；T为张力辊张力设定值T_{_set}和实际值差值T_act的PI控制器输出。

T＝PI(T_{_set}-T_act)

将张力辊速度设置值记为V_Set。

综上所述，本实施例利用光纤传感器检测带钢抖动量，通过相应的计算公式，有效的将带钢量转换为张力控制器输出速度，最终通过张力辊速度调节来改善带钢抖动，进而消除带钢划伤。本实施例提供的抖动消除装置的结构简单，成本较低，便于在工业上大量实施。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本申请所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种带钢抖动消除装置，其特征在于，所述装置包括：

带钢抖动检测组件，与控制器连接，用于检测所述带钢在目标方向上的目标抖动幅度，并将所述目标抖动幅度发送至所述控制器；

所述控制器，与张力控制调节设备连接，用于接收所述带钢抖动检测组件发送的所述目标抖动幅度，并根据所述目标抖动幅度确定所述带钢的目标张力参数，将所述目标张力参数发送至所述张力控制调节设备；

所述张力控制调节设备，用于接收所述目标张力参数，并根据所述目标张力参数对所述带钢的张力进行调节。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带钢抖动检测组件包括：

支架；

带钢幅度检测传感器，安装在所述支架上，并与所述控制器连接，用于检测所述带钢在所述目标方向上的所述目标抖动幅度，并将所述目标抖动幅度发送至所述控制器；

底座，与所述支架连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支架包括：

导轨，所述带钢幅度检测传感器安装在所述导轨上。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述带钢抖动检测组件还包括：

端子连接设备，分别连接所述带钢幅度检测传感器和所述控制器。

5.一种带钢抖动消除方法，其特征在于，所述方法包括：

获取带钢在目标方向上的目标抖动幅度；

根据所述目标抖动幅度和获取的目标幅度限值，确定所述带钢的抖动是否超限；

当所述带钢的抖动超限时，根据所述目标抖动幅度确定所述带钢的目标张力参数；

根据所述目标张力参数对所述带钢的张力进行调节。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取带钢在目标方向上的目标抖动幅度，包括：

获取所述带钢在所述目标方向上的预设次数的实际抖动幅度；

根据所述预设次数的实际抖动幅度，确定目标抖动幅度。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标抖动幅度和获取的目标幅度限值，确定所述带钢的抖动是否超限，包括：

获取所述带钢的厚度；

根据所述带钢的厚度确定所述目标幅度限值；

根据所述目标抖动幅度和所述目标幅度限值，确定所述带钢的抖动是否超限。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述带钢的厚度确定所述目标幅度限值，包括：

根据所述带钢的厚度，确定目标补偿量；

根据所述目标补偿量和设定的基础幅度限值，确定所述目标幅度限值。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据所述目标张力参数对所述带钢的张力进行调节之后，所述方法还包括：

获取所述带钢的实际张力参数；

根据所述目标张力参数和所述实际张力参数，对所述带钢的张力进行线性控制。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标张力参数和所述实际张力参数，对所述带钢的张力进行线性控制，包括：

根据所述目标张力参数和所述实际张力参数，对所述带钢的张力辊速度进行线性控制。

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