RU2763501C1 - 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
- RU2763501C1 RU2763501C1 RU2021103415A RU2021103415A RU2763501C1 RU 2763501 C1 RU2763501 C1 RU 2763501C1 RU 2021103415 A RU2021103415 A RU 2021103415A RU 2021103415 A RU2021103415 A RU 2021103415A RU 2763501 C1 RU2763501 C1 RU 2763501C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- value
- initial stage
- occurrence
- vibration
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 16
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 101001092910 Homo sapiens Serum amyloid P-component Proteins 0.000 description 1
- 102100036202 Serum amyloid P-component Human genes 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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)
Abstract
Изобретение относится к области прокатного производства и может найти применение для определения возникновения начальной стадии критических вибраций в рабочей клети прокатного стана. Способ включает непрерывные измерения в процессе прокатки фактических значений величины тока двигателя главного привода прокатного стана, на основании которых рассчитывают фактическое значение дисперсии D fact упомянутого тока двигателя, которое сравнивают с предварительно полученным эталонным значением дисперсии D Vconst тока двигателя при постоянной скорости прокати в условиях отсутствия вибрации с определением коэффициента пропорциональности 
, при этом при значении коэффициента пропорциональности
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 алгоритмического обеспечения автоматизированных систем 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 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 согласно которому 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 (Патент РФ №2734360, МПК В21В 38/00, опубл. 15.10.2020).
Недостатком известного способа является сложность его реализации, т.к. с учетом используемых типов контроллеров в системах АСУ ТП, требует объемных быстрых вычислений и разложения токового сигнала в кривую нормального распределения в каждый момент времени, влияющего на возможное возникновение инерционности при прогнозе.
Задача настоящего 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, минимизируя при этом возможные погрешности из-за инерционности измерительных и вычислительных систем при работе с большими данными.
Техническим результатом изобретения является снижение внеплановых простоев станов по причине возникновения негативных вибраций, а также повышение качества поверхности проката, которое страдает от воздействия вибраций в рабочих клетях, вызывая поперечные чередующиеся светлые и темные полосы.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности прокатных станов, проектные скорости которых ограничиваются опасными критическими фазами вибраций, а также повышение качества проката.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе выявления критических вибраций на станах холодной прокатки, включающем непрерывные измерения в процессе прокатки фактических значений величины тока двигателя главного привода прокатного стана, на основании которых с использованием методов статистической обработки измеренных значений осуществляют сравнение измеренных значений с эталонным значением, при этом на основании результатов сравнения определяют возникновение опасной критической фазы вибраций, согласно изобретению рассчитывают фактическое значение дисперсии тока, полученное при текущей прокатке, которое сравнивают с предварительно полученным эталонным значением дисперсии тока при постоянной скорости прокати в условиях отсутствия вибрации путем определения коэффициента пропорциональности 
, где D fact - фактическое значение дисперсии тока, полученное при текущей прокатке; D Vconst - эталонное значение дисперсии тока при постоянной скорости прокатки, предварительно полученное при прокатке без вибрации, причем при значении коэффициента пропорциональности 
фиксируют возникновение начальной стадии критической вибрации.
Сущность изобретения заключается в непрерывном формировании выборки значения тока главного привода в рабочих клетях, склонных к возникновению вибрации, определения в реальном режиме времени значения дисперсии указанной выборки по формуле:
где N - объем выборки (количество измеренных значений);
I i - значение тока двигателя, измеряемого дискретно во время его работы;
m I - математическое ожидание величины тока.
Математическое ожидание величины тока определяется как среднее арифметическое полученной в результате измерений выборки значений тока главного привода рабочей клети прокатного стана I i , определяемое по формуле
где I i - значение тока двигателя, измеряемое дискретно во время его работы;
N - объем выборки значений тока двигателя.
Далее происходит сравнение фактического значения дисперсии со значением дисперсии при постоянной скорости прокатки без вибраций путем расчета коэффициента пропорциональности k:
D fact - фактическое значение дисперсии тока, полученное при текущей прокатке;
D Vconst - эталонное значение дисперсии тока при постоянной скорости прокатки, предварительно полученное при прокатке без вибрации
Ниже представлены результаты промышленных экспериментов. Для наглядности результатов на фиг. 1 представлен анализ сигналов дисперсий тока в клети №2 непрерывного 5-ти клетевого стана холодной прокатки «1700» и для сравнения позиции гидронажимных устройств (ГНУ), пропорциональных величине межвалкового зазора для клети №2 при прокатке сортамента 2,3/0,59-1255 мм. Аналогичные результаты представлены на фиг. 2 для клети №3 и на фиг. 3 для клети №4.
Обозначения на фигурах 1-3: участки 1, 4 - динамический режим торможение; участок 2, 5 - динамический переходный режим/разгон стана; участок 3 - момент вибраций на стане (также выделены участки с постоянной скоростью прокатки, на которых дисперсии тока и ГНУ имеют минимальную величину).
Из указанных диаграмм видно, что при вибрациях (участок 3) дисперсия тока имеет максимальный пик, увеличивающийся по своему значению от клети №2 к клети №4.
Также можно сделать вывод об адекватности использования анализа дисперсии тока двигателя рабочих клетей прокатного стана при выявлении критических вибраций по сравнению с дисперсией позиции гидронажимных устройств (ГНУ).
В таблице 1 представлены данные коэффициента пропорциональности дисперсии тока двигателя по клетям при различных режимах работы стана. Режимы работы стана под номерами 1-5 обозначены в таблице 1 и на фиг. 1-3.
В качестве обобщающих рекомендаций для промышленной реализации, после анализа более чем 1000 технологических режимов, в таблице 2 определены значения коэффициентов пропорциональности k по клетям 2-4 при различных режимах работы стана.
Соответственно анализируя в реальном режиме времени изменение этого коэффициента можно без особого труда выявить критический уровень вибраций и экспертно определить «виброопасный» режим работы.
Таким образом, указанный выше технический результат изобретения может быть достигнут.
Claims (1)
- Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана холодной прокатки, включающий непрерывные измерения в процессе прокатки фактических значений величины тока двигателя главного привода прокатного стана, на основании которых с использованием методов статистической обработки измеренных значений осуществляют сравнение измеренных значений с эталонным значением, при этом на основании результатов сравнения определяют возникновение начальной стадии критической вибрации, отличающийся тем, что рассчитывают фактическое значение дисперсии D fact упомянутого тока двигателя, полученное при текущей прокатке, которое сравнивают с предварительно полученным эталонным значением дисперсии D Vconst тока двигателя при постоянной скорости прокати в условиях отсутствия вибрации с определением коэффициента пропорциональности, при этом при значении коэффициента пропорциональности
фиксируют возникновение начальной стадии критической вибрации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021103415A RU2763501C1 (ru) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021103415A RU2763501C1 (ru) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2763501C1 true RU2763501C1 (ru) | 2021-12-29 |
Family
ID=80039893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021103415A RU2763501C1 (ru) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2763501C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2854596C1 (ru) * | 2025-04-01 | 2026-01-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Способ определения негативных вибрационных эффектов на непрерывных листовых станах холодной прокатки |
Citations (6)
| 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 |
| RU2734360C2 (ru) * | 2018-12-21 | 2020-10-15 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
-
2021
- 2021-03-22 RU RU2021103415A patent/RU2763501C1/ru active
Patent Citations (6)
| 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 |
| RU2734360C2 (ru) * | 2018-12-21 | 2020-10-15 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2854596C1 (ru) * | 2025-04-01 | 2026-01-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Способ определения негативных вибрационных эффектов на непрерывных листовых станах холодной прокатки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4348177B2 (ja) | 仕上圧延異常診断装置及び方法 | |
| Nouri et al. | Real-time tool wear monitoring in milling using a cutting condition independent method | |
| KR101958794B1 (ko) | 플랜트 제어 장치, 압연 제어 장치, 플랜트 제어 방법 및 플랜트 제어 프로그램 | |
| CN107008758A (zh) | 冷轧带钢高精度板形表面粗糙度在线控制方法及系统 | |
| Jelali | Performance assessment of control systems in rolling mills–application to strip thickness and flatness control | |
| US9242283B2 (en) | Control apparatus of rolling mill | |
| CN114074120A (zh) | 设备控制装置、轧制控制装置、设备控制方法以及设备控制程序 | |
| EP4588585A1 (en) | Width prediction method for finish rolled material, width control method for finish rolled material, hot rolled steel plate manufacturing method, and method for generating width prediction model for finish rolled material | |
| JP3020771B2 (ja) | プラント制御装置 | |
| US20250128305A1 (en) | Thickness controlling method and rigidity monitoring method for rolling mill | |
| CN104275353B (zh) | 一种基于板形检测的冷轧带材跑偏自动识别方法 | |
| CN108971237B (zh) | 用于金属轧制应用的轴承浮动补偿 | |
| JP2014004612A (ja) | 冷間圧延における異常検出方法および冷間圧延方法 | |
| Takami et al. | Multivariable data analysis of a cold rolling control system to minimise defects | |
| RU2734360C2 (ru) | Способ определения возникновения начальной стадии критической вибрации в рабочей клети прокатного стана | |
| KR100931630B1 (ko) | 사상 압연에 있어서 제어성 이상 진단 장치 | |
| KR100931628B1 (ko) | 사상 압연에 있어서 조작성 이상 진단 장치 및 방법 | |
| KR100931631B1 (ko) | 사상 압연 이상 진단 확신도 판정 장치 | |
| JPH10277617A (ja) | 板幅制御装置 | |
| JP2000140919A (ja) | 板厚変動解析装置、および板厚制御装置とその制御方法、並びに板厚制御装置を備えた圧延機 | |
| KR100950958B1 (ko) | 사상 압연에 있어서 설비성 이상 진단 장치 및 방법 | |
| KR100919423B1 (ko) | 사상 압연 이상 진단 장치 및 방법 | |
| CN114646373A (zh) | 一种水表机电示值一致性检定方法、系统、存储介质及智能终端 | |
| RU2854596C1 (ru) | Способ определения негативных вибрационных эффектов на непрерывных листовых станах холодной прокатки | |
| JP2015147249A (ja) | 圧延機の制御方法、圧延機の制御装置、及び圧延材の製造方法 |