RU2734360C2 - Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана - Google Patents
Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734360C2 RU2734360C2 RU2018145905A RU2018145905A RU2734360C2 RU 2734360 C2 RU2734360 C2 RU 2734360C2 RU 2018145905 A RU2018145905 A RU 2018145905A RU 2018145905 A RU2018145905 A RU 2018145905A RU 2734360 C2 RU2734360 C2 RU 2734360C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- value
- motor current
- vibration
- rolling mill
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при выявлении возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана. Способ включает непрерывные измерения в процессе прокатки фактических значений величины тока двигателя главного привода прокатного стана, при этом рассчитывают медианное значение нормализованной выборки измеренных фактических значений тока двигателя или их производной, которое сравнивают с предварительно определенным заданным медианным значением нормализованной выборки тока двигателя или его производной в условиях отсутствия вибрации с определением величины рассогласования, а на основании распознавания непрерывного возрастания величины рассогласования фиксируют возникновение начальной стадии критической вибрации. Использование изобретения позволяет повысить надежность технологического процесса прокатки и снизить простои прокатного стана. 5 ил.
Description
Изобретение относится к технологии прокатного производства и может найти применение для определения возникновения начальной стадии критических вибраций в рабочих клетях многоклетевых непрерывных и бесконечных станов холодной прокатки. Реализация возможна в виде его алгоритмической реализации в автоматизированных системах управления.
Известен способ определения критических вибраций на станах прокатки полосы, в котором распознавание момента возникновения критических вибраций осуществляют путем диагностирования колебаний натяжения полосы в стане (Патент РФ №2239501, МПК В21В 37/00, опубл. 10.11.2004).
Недостатком указанного способа является использование в качестве диагностируемого параметра натяжение полосы с применением датчиков натяжения на стане. Датчики натяжения имеют механическое исполнение и обладают существенной постоянной времени и инерционностью. В расчетах будет присутствовать существенная погрешность, а также расчет будет производиться несвоевременно из-за задержки в линии обратной связи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ диагностики резонансной вибрации и управления многоклетьевым прокатным станом, включающий текущий контроль сигналов технологических параметров прокатки, получаемых из системы управления станом, а также осуществляемые в системе контроля вибраций, соединенной с системой управления станом, текущий контроль уровней вибрации датчиками вибрации, установленными на элементах оборудования прокатного стана, сравнение текущих уровней вибрации с заданными значениями и выработку предупреждающих или управляющих сигналов на изменение технологических параметров прокатки согласно которому подачу управляющего сигнала производят в предшествующий резонансной вибрации момент времени, наступление которого определяют исходя из выполнения некоторых условий (Патент РФ №2338609, МПК В21В 37/00, опубл. 20.11.2008).
Недостатком данного способа является то, что необходимо применение дополнительных датчиков вибрации, и построения специального диагностического комплекса со специализированным оборудованием. Это снижает надежность и требует дополнительных затрат на установку и сопровождение системы.
Задача изобретения - определение возникновения начальной стадии критических вибраций в рабочих клетях прокатных станов, в тот момент, когда значения отклонений пока малы и не приносят негативных последствий.
Существующие правила настройки прокатных станов фиксируют колебания технологических параметров, но не учитывают факторы, влияющие на возможное негативное развитие нестационарности технологии в опасные вибрации.
Текущая стандартная система настройки параметров прокатки не позволяет выявлять негативные динамические эффекты непрерывно в реальном режиме времени, перерастающие в опасные резонансные вибрации, в указанных условиях актуальна задача недопущения возникновения условий, способствующих развитию вибраций.
Вибрации проявляются при попытках прокатки металла на повышенных скоростях, близких к проектным значениям 20-25 м/с, вынуждая тем самым снижать скорость стана, чреваты порывами полос, вследствие колебаний натяжений, появлением дефектов типа «полосы поперечной ребристости» на рабочих прокатных валках и полосе и возникновением аварийных простоев стана
Техническим результатом изобретения является снижение простоев станов по причине возникновения опасных критических фаз вибраций, освоение проектных скоростей стана, повышение его производительности, уменьшение потерь металла на брак, а также повышение качества проката.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана, включающем непрерывные измерения в процессе прокатки фактических значений параметра технологического оборудования прокатного стана, на основании которых с использованием методов статистической обработки измеренных значений осуществляют сравнение параметра обработанных измеренных значений с заданным значением, при этом на основании результатов сравнения определяют возникновение начальной стадии критической вибрации согласно изобретению в качестве упомянутого параметра технологического оборудования используют величину тока двигателя главного привода прокатного стана, при этом рассчитывают медианное значение нормализованной выборки измеренных фактических значений тока двигателя, которое сравнивают с предварительно определенным заданным медианным значением нормализованной выборки тока двигателя главного привода в условиях отсутствия вибрации при прокатке с определением величины рассогласования, или рассчитывают медианное значение нормализованной выборки производной измеренных фактических значений тока двигателя, которое сравнивают с предварительно определенным заданным медианным значением нормализованной выборки производной тока двигателя главного привода в условиях отсутствия вибрации при прокатке с определением величины рассогласования, причем на основании распознавания непрерывного возрастания упомянутой величины рассогласования фиксируют возникновение начальной стадии критической вибрации.
Сущность изобретения заключается в следующем. При прокатке металла непрерывно, не реже чем каждые 200-300 миллисекунд, снимается токовый сигнал с двигателей главных приводов. Ток двигателя при этом является диагностическим параметром, оценивающим изменение нагрузок в системе «очаг деформации-валковый узел-механическая передача-электродвигатель» в реальном режиме времени. Поскольку ток привода прямо пропорционален моменту нагружения, диагностикой тока можно оценить характер нагружения при постоянной скорости прокатки и динамических режимах, скачки нагрузок и их общий уровень в процессе прокатки. Под характером нагружения понимается непрерывное изменение сил и моментов, действующих в очаге деформации и линии привода стана, которые характеризуют стабильность процесса прокатки. В свою очередь указанная стабильность может быть нарушена колебательным характером нагружения, переходящим в опасную вибрационную фазу. Своевременное определение зарождения данных вибраций и является основной целью настоящего изобретения.
Токовый сигнал с помощью методов статистической обработки программно преобразуется в кривую нормального распределения. Далее непрерывно в условиях различных режимов прокатки металла определяется медианное значение выборки тока двигателя или медианное значение производной тока двигателя. Используя значения медианы выборки тока двигателя или производной от значений тока двигателя, полученные в условиях стабильного режима прокатки, вычисляют величины рассогласования ε или ε'.
где ε - величина рассогласования фактического значения медианы выборки токовых значений с эталонным;
где ε' - величина рассогласования фактического значения медианы выборки токовых значений с эталонным;
В условиях нестабильности процесса прокатки металла, приводящего к возникновению вибраций в рабочих клетях, медианное значение нормализованной выборки тока двигателя или производной от значений тока двигателя будут существенно отличаться в большую сторону от медианного значения тока двигателя или производной от значений тока двигателя при эталонной выборке, соответственно значения величины рассогласования ε или ε' будут увеличиваться.
Экспериментально было установлено, что в режиме прокатки без вибраций медианное значение (второй квантиль) статистического нормального распределения тока двигателя или производной от значений токового сигнала всегда находится около одного фиксированного значения (Фиг. 1, 2).
В режимах начала вибраций и непосредственно вибраций, математическое ожидание начинает отклоняться и имеет существенное отклонение в момент вибрации, также пропадает симметрия значений крайних квантилей, что можно наблюдать на графике статистического распределения тока двигателя или производной от значений токового сигнала (Фиг. 3, 4).
Наглядней это видно, когда производится наложение графиков (Фиг. 5). Данные наблюдения легли в основу изобретения. В рамках исследования были получены данные токовых сигналов прокатных двигателей с реального прокатного стана за разные периоды и на разных технологических режимах.
Срезы токовых сигналов, необходимо разделять на отдельные массивы данных, формировать статистические распределения величины тока якоря, брать производную, ранжировать данные и вычислять статистические соотношения медиан. Медианное значение тока двигателя (второй квантиль) либо производную этой величины во времени определяют исходя из выражения.
где, Ме - величина медианного значения выборки тока главного привода прокатного стана;
I0 - нижняя граница интервала, в котором находится медиана;
h - размах рассматриваемого интервала тока двигателя;
Σ f - объем выборки (количество измеренных значений тока двигателя за рассматриваемый период времени);
fMe - частота (количество измеренных значений тока двигателя) в заданном медианном интервале
Установлено, что, ориентируясь на медианное значение тока двигателя прокатного стана либо его производную, можно выявлять условия, при которых возникает и развивается вибрация. При этом в нормальном режиме работы клетей, медианное значение находится в нуле с точностью 1*10-5 и менее.
Перед возникновением вибраций и непосредственно в момент вибрации в клетях прокатных станов медианное значение выборки тока двигателя или производной от значений тока двигателя непрерывно возрастает.
Для реализации данного изобретения непрерывно снимается токовый сигнал. С помощью методов статистической обработки рассчитывается медианное значение (второй квантиль) для каждой выборки тока двигателя или его производной и сопоставляется с эталонным, получая при этом некоторую величину рассогласования ε или ε'. Увеличение значения величины рассогласования ε или ε' свидетельствует о развитии процесса вибрации. Зная информацию о зарождении процесса вибрации, можно предпринять корректирующие меры для ее предотвращения путем подачи предупреждающих сигналов для технологического и сервисно-ремонтного персонала и реализации автоматизированных алгоритмов, оперативно корректирующих параметры прокатки, для клетей, например, снижение скорости полосы или автоматической перенастройки растворов валков и скоростного режима стана, обеспечивая тем самым оптимальные режимы работы.
Для работы данного способа в различных станах значение величины рассогласования ε или ε' можно откалибровать на реальных данных, для получения индивидуальной предельной величины, которая может быть сохранена в памяти ЭВМ в качестве эталонной величины. При этом, калибровка значения не требует каких-то специальных экспериментов с запуском и остановом стана и может быть реализована без вмешательства в работу стана, прямо на рабочих данных.
Таким образом, указанный выше технический результат изобретения может быть достигнут.
Claims (1)
- Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана, включающий непрерывные измерения в процессе прокатки фактических значений параметра технологического оборудования прокатного стана, на основании которых с использованием методов статистической обработки измеренных значений осуществляют сравнение параметра обработанных измеренных значений с заданным значением, при этом на основании результатов сравнения определяют возникновение начальной стадии критической вибрации, отличающийся тем, что в качестве упомянутого параметра технологического оборудования используют величину тока двигателя главного привода прокатного стана, при этом рассчитывают медианное значение нормализованной выборки измеренных фактических значений тока двигателя, которое сравнивают с предварительно определенным заданным медианным значением нормализованной выборки тока двигателя главного привода в условиях отсутствия вибрации при прокатке с определением величины рассогласования, или рассчитывают медианное значение нормализованной выборки производной измеренных фактических значений тока двигателя, которое сравнивают с предварительно определенным заданным медианным значением нормализованной выборки производной тока двигателя главного привода в условиях отсутствия вибрации при прокатке с определением величины рассогласования, причем на основании распознавания непрерывного возрастания упомянутой величины рассогласования фиксируют возникновение начальной стадии критической вибрации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145905A RU2734360C2 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145905A RU2734360C2 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018145905A RU2018145905A (ru) | 2020-06-22 |
| RU2018145905A3 RU2018145905A3 (ru) | 2020-06-22 |
| RU2734360C2 true RU2734360C2 (ru) | 2020-10-15 |
Family
ID=71135447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018145905A RU2734360C2 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2734360C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763501C1 (ru) * | 2021-03-22 | 2021-12-29 | Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2239501C2 (ru) * | 2002-12-31 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Способ определения критических вибраций на станах прокатки полосы |
| UA79682C2 (en) * | 2005-09-19 | 2007-07-10 | Inst Of Ferrous Metallurg Of N | Method for monitoring fluctuations of load on the drive mechanism of a rolling mill |
| RU2338609C1 (ru) * | 2007-01-09 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Способ диагностики резонансной вибрации и управления многоклетьевым станом холодной прокатки полос и устройство для его осуществления |
| KR20110070537A (ko) * | 2009-12-18 | 2011-06-24 | 주식회사 포스코 | 냉간압연에서의 품질이상 예지 시스템과 그 방법 |
| CN108568455A (zh) * | 2017-03-10 | 2018-09-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种轧机振动监测及振动纹缺陷判别的方法 |
-
2018
- 2018-12-21 RU RU2018145905A patent/RU2734360C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2239501C2 (ru) * | 2002-12-31 | 2004-11-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Способ определения критических вибраций на станах прокатки полосы |
| UA79682C2 (en) * | 2005-09-19 | 2007-07-10 | Inst Of Ferrous Metallurg Of N | Method for monitoring fluctuations of load on the drive mechanism of a rolling mill |
| RU2338609C1 (ru) * | 2007-01-09 | 2008-11-20 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Способ диагностики резонансной вибрации и управления многоклетьевым станом холодной прокатки полос и устройство для его осуществления |
| KR20110070537A (ko) * | 2009-12-18 | 2011-06-24 | 주식회사 포스코 | 냉간압연에서의 품질이상 예지 시스템과 그 방법 |
| CN108568455A (zh) * | 2017-03-10 | 2018-09-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种轧机振动监测及振动纹缺陷判别的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763501C1 (ru) * | 2021-03-22 | 2021-12-29 | Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018145905A (ru) | 2020-06-22 |
| RU2018145905A3 (ru) | 2020-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11779978B2 (en) | Chattering detection method for cold rolling mill, chattering detection device for cold rolling mill, cold rolling method, and cold rolling mill | |
| KR20180003998A (ko) | 플랜트 제어 장치, 압연 제어 장치, 플랜트 제어 방법 및 플랜트 제어 프로그램 | |
| KR19980042167A (ko) | 롤 사이의 연속 주조방법 | |
| CN107008758B (zh) | 冷轧带钢高精度板形表面粗糙度在线控制方法及系统 | |
| RU2734360C2 (ru) | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана | |
| JP3020771B2 (ja) | プラント制御装置 | |
| RU2338609C1 (ru) | Способ диагностики резонансной вибрации и управления многоклетьевым станом холодной прокатки полос и устройство для его осуществления | |
| JP2755782B2 (ja) | 圧延ラインの総合診断システム | |
| CN114749494A (zh) | 工厂设备控制装置、工厂设备控制方法以及程序 | |
| JP2018118312A (ja) | チャタマーク防止方法及びチャタマーク防止装置 | |
| RU2239501C2 (ru) | Способ определения критических вибраций на станах прокатки полосы | |
| GB2278464A (en) | Reverse rolling control system of pair cross rolling mill | |
| RU2763501C1 (ru) | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана | |
| CN114007770A (zh) | 轧制设备的运转辅助方法及运转辅助装置以及轧制设备 | |
| JP7156569B1 (ja) | 異常検出装置 | |
| KR100931630B1 (ko) | 사상 압연에 있어서 제어성 이상 진단 장치 | |
| JP3171212B2 (ja) | タンデム圧延機及びタンデム圧延機の板厚異常原因推定方法 | |
| JP2000263113A (ja) | 圧延機における異常圧延状態修正方法および装置 | |
| US20240091833A1 (en) | Cold rolling mill rolling condition calculation method, cold rolling mill rolling condition calculation device, cold rolling method, cold rolling mill, and steel sheet manufacturing method | |
| WO2023181545A1 (ja) | 圧延装置の監視制御装置、圧延設備、圧延装置の監視制御方法及び圧延装置の監視制御プログラム | |
| WO2022172525A1 (ja) | 冷間圧延機のチャタリング検出方法、冷間圧延機のチャタリング検出装置、冷間圧延方法、冷間圧延機、及び鋼板の製造方法 | |
| RU2762353C1 (ru) | Способ непрерывной холодной прокатки с натяжением | |
| CN113751511B (zh) | 一种钢板厚度控制方法、计算机可读介质及电子设备 | |
| KR100361567B1 (ko) | 연속소둔라인에서 스킨 패스 밀의 연신율 제어장치 및 방법 | |
| KR20220161169A (ko) | 플랜트 제어 장치, 플랜트 제어 방법 및 프로그램 |