CN114570774A - 一种轧机的轧制力计算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧机的轧制力计算方法和装置，方法包括：获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出；根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力；根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力；根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。该方法可以用于替代轧制力压头直接测量的轧制力，满足生产所需的带钢纵向厚度控制精度为±3μm的需求，从而解决了轧机必须使用压头测量保证厚度控制精度的问题。

Description

一种轧机的轧制力计算方法和装置

技术领域

本申请涉及轧机控制的技术领域，尤其涉及一种轧机的轧制力计算方法和装置。

背景技术

单机架可逆轧机在轧制开始前将钢卷上到开卷机芯轴，然后通过开卷作业进行穿带将带头送入轧机后在另一侧使用卷取机对带头进行咬入并进行带钢卷曲，随后通过建张和轧机力压上液压缸进行轧制，每道次带钢轧制完成后，切换轧制方向并设定工艺参数，再次启车进行下一个道次的轧制，

由于二十辊单机架可逆轧机主要用于轧制高牌号无取向硅钢和取向硅钢，带钢的纵向厚度控制精度偏差要求在±3μm以内，是衡量带钢产品精度水平的最重要技术指标，这就需要在整个轧制过程中准确测量施加在带钢上的轧制力，结合轧制过程中轧机两侧的带钢厚度，采取合适的厚度控制方式来实现轧机的压上完成带钢的纵向厚度精度控制。二十辊单机架可逆轧机的压力测量通过安装在轧机牌坊顶部的四个轧制力压头1来完成，由于压头结构和精度的特殊性，每个压头价格昂贵，且由于压头长期浸泡于近200℃的高温蒸汽和乳化液硅泥中，工作环境恶劣，存在周期损坏无法继续测量使用的情况，每次更换需要10个人轮换作业72小时才能完成压头更换作业，压头的日常运营维护成本较高，更换过程耗时较长，严重影响了生产效率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一种轧机的轧制力计算方法和装置，开发了一种新的轧制力测量的计算方法，以避免必须使用压头测量计算轧制力。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种轧机的轧制力计算方法，所述方法包括：

获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出；

根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力；

根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力；

根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。

在一种可选的实施例中，所述获取轧机在当前周期的液压力，包括：

获取所述液压缸的初始液压力和历史液压力，其中，所述初始液压力为所述液压缸在所述当前周期的输出压力，所述历史液压力为所述液压缸在所述当前周期的前一周期的输出压力；

根据所述历史液压力和所述初始液压力的积分运算结果，获得所述液压力。

在一种可选的实施例中，所述液压缸的液压油管上设有压力传感器；所述获取所述当前周期的初始液压力，包括：

获取所述压力传感器测量的压强值和所述液压缸的缸径值；

根据所述压强值和所述缸径值，获得所述初始液压力。

在一种可选的实施例中，所述根据所述历史液压力和所述初始液压力的积分运算结果，获得所述液压力，包括：

获取第一积分常数和第二积分常数；

根据公式F_n＝(F₁-F_n-1)×K1×K2+F_n-1，获得所述液压力F_n，其中，F₁为所述初始液压力，F_n-1为所述历史液压力，K1为所述第一积分常数，K2为所述第二积分常数。

在一种可选的实施例中，所述根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力，包括：

获取所述液压缸的负载质量、伸缩距离、伸缩时长和所述周期值；

根据所述负载质量、所述伸缩距离和所述伸缩时长，获得所述轧机冲量；

根据公式：

获得所述轧机冲力F₃，其中，I为所述轧机冲量，t为所述周期值。

在一种可选的实施例中，所述根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力，包括：

根据以下公式计算所述轧制摩擦力F₄：

其中，F₂为所述液压力，C₁为所述变形力变化系数，M为所述弹性模量，ΔV为所述轧制速度变化值。

在一种可选的实施例中，所述液压缸包括操作侧液压缸和传动侧液压缸，所述根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力，包括：

根据公式F_WS＝F₂-F₃-F₄-F₅，获得所述轧制力的操作侧轧制力F_WS，其中，F₂为所述液压力的操作侧液压力，F₃为所述轧机冲力的操作侧冲力，F₄为所述轧制摩擦力的操作侧摩擦力，F₅为所述负载重力的操作侧重力；

根据公式F_DS＝F′₂-F′₃-F′₄-F′₅，获得所述轧制力的传动侧轧制力F_DS，其中，其中，F′₂为所述液压力的传动侧液压力，F′₃为所述轧机冲力的传动侧冲力，F′₄为所述轧制摩擦力的传动侧摩擦力，F′₅为所述负载重力的传动侧重力；

根据所述操作侧轧制力和所述传动侧轧制力，获得所述轧制力。

第二方面，本发明实施例还提供了一种轧机的轧制力计算装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出；

第一获得模块，用于根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力；

第二获得模块，用于根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力；

第三获得模块，用于根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。

在一种可选的实施例中，所述获取模块，包括：

第一获取子模块，用于获取所述液压缸的初始液压力和历史液压力，其中，所述初始液压力为所述液压缸在所述当前周期的输出压力，所述历史液压力为所述液压缸在所述当前周期的前一周期的输出压力；

第一获得子模块，用于根据所述历史液压力和所述初始液压力的积分运算结果，获得所述液压力。

在一种可选的实施例中，所述液压缸的液压油管上设有压力传感器；所述第一获取子模块，包括：

第一获取单元，用于获取所述压力传感器测量的压强值和所述液压缸的缸径值；

第一获得单元，用于根据所述压强值和所述缸径值，获得所述初始液压力。

在一种可选的实施例中，所述第一获得子模块，包括：

第二获取单元，用于获取第一积分常数和第二积分常数；

第二获得单元，用于根据公式F_n＝(F₁-F_n-1)×K1×K2+F_n-1，获得所述液压力F_n，其中，F₁为所述初始液压力，F_n-1为所述历史液压力，K1为所述第一积分常数，K2为所述第二积分常数。

在一种可选的实施例中，所述第一获得模块，包括：

第二获取子模块，用于获取所述液压缸的负载质量、伸缩距离、伸缩时长和所述周期值；

第二获得子模块，用于根据所述负载质量、所述伸缩距离和所述伸缩时长，获得所述轧机冲量；

第三获得子模块，用于根据公式：

获得所述轧机冲力F₃，其中，I为所述轧机冲量，t为所述周期值。

在一种可选的实施例中，所述第二获得模块，包括：

计算子模块，用于根据以下公式计算所述轧制摩擦力F₄：

其中，F₂为所述液压力，C₁为所述变形力变化系数，M为所述弹性模量，ΔV为所述轧制速度变化值。

在一种可选的实施例中，所述液压缸包括操作侧液压缸和传动侧液压缸，所述第三获得模块，包括：

第四获得子模块，用于根据公式F_WS＝F₂-F₃-F₄-F₅，获得所述轧制力的操作侧轧制力F_WS，其中，F₂为所述液压力的操作侧液压力，F₃为所述轧机冲力的操作侧冲力，F₄为所述轧制摩擦力的操作侧摩擦力，F₅为所述负载重力的操作侧重力；

第五获得子模块，用于根据公式F_DS＝F′₂-F′₃-F′₄-F′₅，获得所述轧制力的传动侧轧制力F_DS，其中，其中，F′₂为所述液压力的传动侧液压力，F′₃为所述轧机冲力的传动侧冲力，F′₄为所述轧制摩擦力的传动侧摩擦力，F′₅为所述负载重力的传动侧重力；

第六获得子模块，用于根据所述操作侧轧制力和所述传动侧轧制力，获得所述轧制力。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行第一方面中任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。

本发明提供的一种轧机的轧制力计算方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过获取轧机在当前周期的液压力、轧机冲力、轧制摩擦力和负载重力，以计算轧机在当前周期的轧制力。该方法所获得的轧制力可以真实反映直接作用于带钢表面的轧制力，且生产过程中测量稳定，可以用于替代轧制力压头直接测量的轧制力，满足生产所需的带钢纵向厚度控制精度为±3μm的需求，从而解决了轧机必须使用压头测量保证厚度控制精度的问题；同时将设备维护成本降低为原成本的1/200，维护更换作业由原来的10人72小时，减少到2人1小时完成，大大降低了运行维护成本，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，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为本发明实施例提供的二十辊单机架可逆轧机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种轧机的轧制力计算方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种轧机的轧制力计算装置的结构示意图。

附图标记说明：1-轧机压头，2-测厚仪，3-带钢，4-液压缸，5-轧辊，6-轧机内牌坊，7-轧机外牌坊，8-转向辊，9-卷取机，10-液压油管，11-压力传感器，12-液压缸控制阀，13-PLC控制系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

本发明实施例将以二十辊单机架可逆轧机为例，具体阐述轧制力计算方法的实施过程，请参阅图1，轧机包括轧机内牌坊6(由上内牌坊和下内牌坊组成内牌坊6)和轧机外牌坊7，轧机内牌坊6上安装有用于轧制带钢的20个轧辊5(上内牌坊装有10个轧辊，下内牌坊装有10个轧辊，对称分布)，轧辊5包括上轧辊和下轧辊，下轧辊底部下内牌坊和外牌坊之间安装有液压缸4(操作侧WS和传动侧DS侧各一个)，上轧辊顶部上内牌坊和外牌坊间安装有轧机压头1，轧机的两侧安装均有卷取机9、转向辊8和测厚仪2。轧制带钢3时，液压缸4施加轧制力到下内牌坊并传导至下轧辊，并向上进行压靠从而对辊系施加轧制力，卷取机9牵引带钢通过上轧辊和下轧辊之间进行带钢3的轧制，测厚仪2实时获取带钢3的厚度值，以检测带钢的轧制质量是否符合要求。在液压缸的液压油管10上安装有压力传感器11和液压缸控制阀12，液压传感器11用于获取液压油管10中液压油的压力，并反馈至PLC控制系统13，PLC控制系统13经计算控制液压缸控制阀12的开闭大小，通过对液压缸4进行升降，实现辊系的压靠调节，进而对轧制力的大小进行调节控制，因此，需要实时输出精准的轧制力，才可保证带钢3的轧制质量。下面将具体阐述如何实施本发明的轧制力计算方法。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供了一种轧机的轧制力计算方法，所述方法包括：

S11、获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出。

具体的，当前周期可以自由设定，也可以根据轧制力的调节周期确定，为保证轧制力控制的准确性，控制系统实时计算出当前的实际轧制力，并对应对液压缸输出的轧制力进行调节控制，因此，将调节周期确定为当前周期，可以保证轧机的轧制力准确控制，调节周期可以控制系统的扫描周期20ms。

液压力可以通过压力传感器采集计算获取，压力传感器通过屏蔽电缆连接PLC控制系统，压力传感器输出4-20mA的电流信号至PLC控制系统，PLC控制系统将该电流信号转换为压力值。

液压力在实际获取过程中，由于带钢轧制过程中，存在轧辊反作用于液压缸的反作用力，会造成液压力存在一定的波动性，若获取的轧制力的波动性较大，易造成轧制力计算存在较大误差，甚至严重偏离实际值。

在一种具体的实施方式中，获取轧机在当前周期的液压力，包括：

获取液压缸的初始液压力和历史液压力，其中，初始液压力为液压缸在当前周期的输出压力，历史液压力为液压缸在当前周期的前一周期的输出压力；

根据历史液压力和初始液压力的积分运算结果，获得液压力。

具体的，积分运算结果通过对历史液压力和初始液压力积分运算得出，积分运算得出的平均值即为当前周期的液压力，通过积分运算减小了因液压力的波动对计算结果造成的影响，使获得的液压力更准确，以防止直接使用变化剧烈，该方式计算相对于直接计算更加平滑。

在一种具体的实施方式中，液压缸的液压油管上设有压力传感器；获取当前周期的初始液压力，包括：

获取压力传感器测量的压强值和液压缸的缸径值；根据压强值和缸径值，获得初始液压力。

具体的，液压缸是通过液压油驱动完成伸缩动作，液压缸和液压油管中的液压油压强相同，液压传感器测量的是液压油的压强值，需计算初始液压力F₁，可以通过公式F₁＝P₁×S₁，计算出初始液压力F₁，其中，P₁为压强值，S₁为缸径值。

为进一步保障压力传感器的稳定性，可以通过防护罐对压力传感器进行防护，并在防护罐内通入正压空气进行防护，以减小其他杂质或异物进入防护罐。

在通过积分运算液压力时，由于积分运算的计算量较大，易造成系统卡滞，因此，需要对积分运算过程进行简化。

在一种具体的实施方式中，根据历史液压力和初始液压力的积分运算结果，获得液压力，包括：

获取第一积分常数和第二积分常数；根据公式F_n＝(F₁-F_n-1)×K1×K2+F_n-1，获得液压力F_n，其中，F₁为初始液压力，F_n-1为历史液压力，K1为第一积分常数，K2为第二积分常数。

具体的，通过上述公式可以准确计算出液压力，且计算过程更简化，控制系统运行更流畅，其中，K₁＝25,K₂＝1000。获取液压力后，进入步骤S12。

S12、根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力。

具体的，通过液压缸输出轧制力进行带钢轧制时，由于存在力的一定累积效果，导致存在一定的冲量，因此需要考虑轧机冲力对轧制力的影响，通过动量定理可知，通过当前周期的周期值和当前周期的轧机冲量，即可计算出轧机冲力。需要说明的是，液压缸在速度变化过程中实时受到冲击，液压缸输出轧制力轧制带钢时，液压油压力较大，通常具有21Mpa高压，高压情况下的液压缸的动作速度较快，可以确认周期值为轧机冲力的作用时间。为保证轧机冲力计算的准确性，可以在液压力大于400吨，且为轧机实际开始轧制带钢时，开始计算投入使用，目的是轧制过程中对液压缸的动作补偿。

在一种具体的实施方式中，根据当前周期的周期值和液压缸在当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力，包括：

获取液压缸的负载质量、伸缩距离、伸缩时长和周期值；根据负载质量、伸缩距离和伸缩时长，获得轧机冲量；

根据公式：

获得轧机冲力F₃，其中，I为轧机冲量，t为周期值。

具体的，在二十辊单机架可逆轧机中，液压缸安装于轧机底部，液压缸是通过克服轧机内牌坊和20个轧辊的重力进行轧制力的输出，负载质量即轧机内牌坊和所有轧辊的质量，轧机冲量

L为伸缩距离，伸缩距离可以通过初始伸缩长度L_n-1和当前伸缩长度L_n的差值计算得出，m为负载质量，t1为伸缩时长，可以为20ms。本领域技术人员可以理解，液压缸的液压力和伸缩速度存在拟合关系，初始伸缩长度和当前伸缩长度可以该拟合关系计算得出；当然，也可以通过在液压缸上安装位置传感器进行采集获取。获得轧机冲力后进入步骤S13。

S13、根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力。

具体的，带钢在轧制过程中的存在牵引速度的变化，会造成轧辊与带钢间的摩擦系数也会发生变化，因此，轧辊的加减速对于轧制力存在一定的影响。此外，带钢在轧制过程中，轧辊受力会存在一定的形变，为确保轧制摩擦力计算的准确性，通过液压力和轧机在当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，可以准确计算出轧制摩擦力。需要说明的是变形力变化系数，由速度和摩擦系数的关系拟合获取，随速度值变化而变化，具体数值可参见表1。

表1：

速度值(米/分钟)	变形力变化系数
		0	0.045
30	0.045
		100	0.045
200	0.040
		500	0.035
800	0.030

在一种具体的实施方式中，根据液压力和轧机在当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力，包括：

根据以下公式计算轧制摩擦力F₄：

其中，F₂为液压力，C₁为变形力变化系数，M为弹性模量，ΔV为轧制速度变化值。

具体的，通过上述公式即可准确计算出轧制摩擦力，获取轧制摩擦力以后进入步骤S14。

S14、根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。

具体的，液压力由液压缸输出，但并未全部作为轧制力作用于带钢上进行带钢轧制，轧制力、轧机冲力、轧制摩擦力和负载重力为液压力的分力，因此，轧制力为液压力与轧机冲力、轧制摩擦力、负载重力的差值。

在一种具体的实施方式中，液压缸包括操作侧液压缸和传动侧液压缸，根据液压力、轧机冲力、轧制摩擦力和液压缸的负载重力，获得轧机在当前周期的轧制力，包括：

根据公式F_WS＝F₂-F₃-F₄-F₅，获得轧制力的操作侧轧制力F_WS，其中，F₂为液压力的操作侧液压力，F₃为轧机冲力的操作侧冲力，F₄为轧制摩擦力的操作侧摩擦力，F₅为负载重力的操作侧重力；根据公式F_DS＝F′₂-F′₃-F′₄-F′₅，获得轧制力的传动侧轧制力F_DS，其中，其中，F′₂为液压力的传动侧液压力，F′₃为轧机冲力的传动侧冲力，F′₄为轧制摩擦力的传动侧摩擦力，F′₅为负载重力的传动侧重力；根据操作侧轧制力和传动侧轧制力，获得轧制力。

具体的，在实际应用时，通常二十辊单机架可逆轧机存在两个液压缸，即操作侧液压缸和传动侧液压缸，分别施加液压力至轧辊上进行带钢轧制。计算出操作侧轧制力和传动侧轧制力后，轧制力F＝F_WS+F_DS。需要说明的是，操作侧液压缸或传动侧液压缸克服轧机内牌坊和轧辊等设备件重力的受力输出，可以通过液压缸所承重的总设备件质量m/2进行计算，F₅和F′₅为mg/2，m的单位为kg，g为重力加速度。

本发明实施例的轧制力计算方法在PLC控制系统中对测量的液压力，通过建立数学模型进行平滑处理，从而获得平稳连续的轧制力，并针对每次启车过程中的液压冲量导致的油压测量值波动通过模型进行计算补偿，以及对加减速过程中实际作用于带钢表面轧制力的变化，通过计算补偿实际施加于带钢表面的轧制力，最终通过几种力的计算，得到了一种二十辊单机架可逆轧机轧制力计算的方法。

基于与轧制力计算方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种轧机的轧制力计算装置，请参阅图3，所述装置包括：

获取模块301，用于获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出；

第一获得模块302，用于根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力；

第二获得模块303，用于根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力；

第三获得模块304，用于根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。

在一种可选的实施例中，所述获取模块，包括：

第一获取子模块，用于获取所述液压缸的初始液压力和历史液压力，其中，所述初始液压力为所述液压缸在所述当前周期的输出压力，所述历史液压力为所述液压缸在所述当前周期的前一周期的输出压力；

第一获得子模块，用于根据所述历史液压力和所述初始液压力的积分运算结果，获得所述液压力。

在一种可选的实施例中，所述液压缸的液压油管上设有压力传感器；所述第一获取子模块，包括：

第一获取单元，用于获取所述压力传感器测量的压强值和所述液压缸的缸径值；

第一获得单元，用于根据所述压强值和所述缸径值，获得所述初始液压力。

在一种可选的实施例中，所述第一获得子模块，包括：

第二获取单元，用于获取第一积分常数和第二积分常数；

第二获得单元，用于根据公式F_n＝(F₁-F_n-1)×K1×K2+F_n-1，获得所述液压力F_n，其中，F₁为所述初始液压力，F_n-1为所述历史液压力，K1为所述第一积分常数，K2为所述第二积分常数。

在一种可选的实施例中，所述第一获得模块，包括：

第二获取子模块，用于获取所述液压缸的负载质量、伸缩距离、伸缩时长和所述周期值；

第二获得子模块，用于根据所述负载质量、所述伸缩距离和所述伸缩时长，获得所述轧机冲量；

第三获得子模块，用于根据公式：

获得所述轧机冲力F₃，其中，I为所述轧机冲量，t为所述周期值。

在一种可选的实施例中，所述第二获得模块，包括：

计算子模块，用于根据以下公式计算所述轧制摩擦力F₄：

其中，F₂为所述液压力，C₁为所述变形力变化系数，M为所述弹性模量，ΔV为所述轧制速度变化值。

在一种可选的实施例中，所述液压缸包括操作侧液压缸和传动侧液压缸，所述第三获得模块，包括：

第四获得子模块，用于根据公式F_WS＝F₂-F₃-F₄-F₅，获得所述轧制力的操作侧轧制力F_WS，其中，F₂为所述液压力的操作侧液压力，F₃为所述轧机冲力的操作侧冲力，F₄为所述轧制摩擦力的操作侧摩擦力，F₅为所述负载重力的操作侧重力；

第五获得子模块，用于根据公式F_DS＝F′₂-F′₃-F′₄-F′₅，获得所述轧制力的传动侧轧制力F_DS，其中，其中，F′₂为所述液压力的传动侧液压力，F′₃为所述轧机冲力的传动侧冲力，F′₄为所述轧制摩擦力的传动侧摩擦力，F′₅为所述负载重力的传动侧重力；

第六获得子模块，用于根据所述操作侧轧制力和所述传动侧轧制力，获得所述轧制力。

基于与轧制力计算方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行轧制力计算方法中任一项所述方法的步骤。

基于与轧制力计算方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现轧制力计算方法中任一项所述方法的步骤。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过获取轧机在当前周期的液压力、轧机冲力、轧制摩擦力和负载重力，以计算轧机在当前周期的轧制力。该方法所获得的轧制力可以真实反映直接作用于带钢表面的轧制力，且生产过程中测量稳定，可以用于替代轧制力压头直接测量的轧制力，满足生产所需的带钢纵向厚度控制精度为±3μm的需求，从而解决了轧机必须使用压头测量保证厚度控制精度的问题；同时将设备维护成本降低为原成本的1/200，维护更换作业由原来的10人72小时，减少到2人1小时完成，大大降低了运行维护成本，提高了生产效率。

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、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。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、嵌入式计算机或者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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述方法包括：

获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出；

根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力；

根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力；

根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。

2.根据权利要求1所述的轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述获取轧机在当前周期的液压力，包括：

获取所述液压缸的初始液压力和历史液压力，其中，所述初始液压力为所述液压缸在所述当前周期的输出压力，所述历史液压力为所述液压缸在所述当前周期的前一周期的输出压力；

根据所述历史液压力和所述初始液压力的积分运算结果，获得所述液压力。

3.根据权利要求2所述的轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述液压缸的液压油管上设有压力传感器；所述获取所述当前周期的初始液压力，包括：

获取所述压力传感器测量的压强值和所述液压缸的缸径值；

根据所述压强值和所述缸径值，获得所述初始液压力。

4.根据权利要求2所述的轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述根据所述历史液压力和所述初始液压力的积分运算结果，获得所述液压力，包括：

获取第一积分常数和第二积分常数；

根据公式F_n＝(F₁-F_n-1)×K1×K2+F_n-1，获得所述液压力F_n，其中，F₁为所述初始液压力，F_n-1为所述历史液压力，K1为所述第一积分常数，K2为所述第二积分常数。

5.根据权利要求1所述的轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力，包括：

获取所述液压缸的负载质量、伸缩距离、伸缩时长和所述周期值；

根据所述负载质量、所述伸缩距离和所述伸缩时长，获得所述轧机冲量；

根据公式：

获得所述轧机冲力F₃，其中，I为所述轧机冲量，t为所述周期值。

6.根据权利要求1所述的轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力，包括：

根据以下公式计算所述轧制摩擦力F₄：

其中，F₂为所述液压力，C₁为所述变形力变化系数，M为所述弹性模量，ΔV为所述轧制速度变化值。

7.根据权利要求1所述的轧机的轧制力计算方法，其特征在于，所述液压缸包括操作侧液压缸和传动侧液压缸，所述根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力，包括：

根据公式F_WS＝F₂-F₃-F₄-F₅，获得所述轧制力的操作侧轧制力F_WS，其中，F₂为所述液压力的操作侧液压力，F₃为所述轧机冲力的操作侧冲力，F₄为所述轧制摩擦力的操作侧摩擦力，F₅为所述负载重力的操作侧重力；

根据公式F_DS＝F′₂-F′₃-F′₄-F′₅，获得所述轧制力的传动侧轧制力F_DS，其中，其中，F′₂为所述液压力的传动侧液压力，F′₃为所述轧机冲力的传动侧冲力，F′₄为所述轧制摩擦力的传动侧摩擦力，F′₅为所述负载重力的传动侧重力；

根据所述操作侧轧制力和所述传动侧轧制力，获得所述轧制力。

8.一种轧机的轧制力计算装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取轧机在当前周期的液压力，其中，所述液压力由所述轧机的液压缸在轧制带钢的过程中输出；

第一获得模块，用于根据所述当前周期的周期值和所述液压缸在所述当前周期的轧机冲量，获得轧机冲力；

第二获得模块，用于根据所述液压力和所述轧机在所述当前周期的轧制速度变化值、弹性模量和变形力变化系数，获得轧制摩擦力；

第三获得模块，用于根据所述液压力、所述轧机冲力、所述轧制摩擦力和所述液压缸的负载重力，获得所述轧机在所述当前周期的轧制力。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

Images